Software: SimX - Einfuehrung - Elektro-Chaos - Oszillator: Unterschied zwischen den Versionen
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Version vom 24. August 2011, 11:57 Uhr
Um einem LC-Schwingkreis eine dauerhafte Sinusschwingung zu entlocken, muss man ihm mittels einer elektronischen Schaltung zu jedem Zeitpunkt exakt die Energie zuführen, welche durch die Verluste im Schwingkreis in Wärme umgewandelt wird (Siehe: Oszillator).
Eine mögliche Schaltung verwendet einen Differenzverstärker mit zwei Transistoren und zeichnet sich durch sehr gutmütiges Verhalten aus. Für die Schaltungssimulation benutzt man Spezialprogramme, z.B. die weit verbreitete SPICE-Software.
In Simulatoren zur System-Simulation, zu denen SimulationX gehört, kann man einfache elektronische Schaltungen ebenfalls problemlos simulieren. Man hat dann zwar den Nachteil fehlender Bauelement-Datenbanken. Jedoch kann man die Schaltungsmodelle direkt mit anderen physikalischen Domänen koppeln (z.B. mit elektro-mechanischen Aktuatoren).
Im Folgenden werden wir die Schaltung eines Sinus-Oszillators als SimulationX-Modell aufbauen:
Die Frequenz wird durch den Parallel-Schwingkreis aus L1 und C3 bestimmt:
- Wir verwenden eine Luftspule mit einer Induktivität L1=0.01 H.
- Es soll eine Frequenz von f0=1 kHz erzeugt werden. Dafür ist die Kapaziät C3=? F zu ermitteln (verlustarmer Klasse-1-Keramik-Kondensator):
- [math]\displaystyle{ f_0 = \frac{1}{2 \pi \sqrt{L C}} }[/math]
- Die Kapazitätswerte der anderen Kondensatoren sollen den gleichen Wert erhalten:
C1=C2=C3. - Die Widerstände besitzen folgende Werte:
R1=R2=330 kΩ
R4=R5=100 kΩ
R2=4.7 kΩ - Die Transistoren behalten ihre Vorgabewerte.
Wir konfigurieren die Simulation für einen Zeitbereich von tStop=1 s und mit einer hinreichend kleinen Protokollschrittweite dtProtMin.
Die generierte Sinus-Spannung greifen wir am Kollektor von T2 z.B. mittels eines zusätzlichen Spannungssensors ab (Potentialpunkt in obiger Schaltung markiert). Diese Ausgangsspannung kann im Bereich von 0..24 V schwingen.
Nach dem Start der Simulation werden wir mit großer Wahrscheinlichkeit mit einer Fehlermeldung überrascht:
===>>> Hier geht es bald weiter !!!
