Implementierung anders als Simulation

Ich muss die RLC-Schaltung der folgenden Serie erstellen und ihr Bode-Diagramm mit NI ELVIS Instrument Launcher ausgeben. Es ist für einen Bandpassfilter, also wird der Ausgang über den Widerstand genommen. Bevor ich fortfuhr, simulierte ich die Schaltung auf Multisim, und es funktionierte perfekt, aber die Implementierung brachte mir nicht ganz die erwarteten Ergebnisse. Ich habe die beiden Grenzfrequenzen gemessen, und sie hatten hochprozentige Fehler. Gibt es einen Grund, warum dies passieren könnte? Geht die Software von bestimmten Dingen aus?Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Die Software übernimmt, was Sie als Parameter eingeben. Haben Sie ESR und ESL des Kondensators berücksichtigt? Hat es den Gleichstromwiderstand der Induktivität enthalten? Hat es die Induktivität der Drahtschleife enthalten? Hat es die Ausgangsimpedanz der Signalquelle enthalten?
@Asmyldof Oh nein, habe ich nicht, wir haben das in unseren vorherigen Labors nie gemacht, also hatte ich keine Ahnung von solchen Dingen, ich dachte, sie sind vernachlässigbar. Wie auch immer, es ist ein Designlabor, also muss ich vielleicht eine andere Kombination von Werten finden, die mir meine erforderlichen Grenzfrequenzen geben.
Was bedeutet „hohe Fehlerquote“ (5 % oder 20 %)? Darüber hinaus wird die Bandbreite aufgrund des sehr kleinen Widerstands (3,3 Ohm) eher gering sein. Hast du Toleranzen berücksichtigt?
@LvW eher so, als ob ich eine untere Frequenz von 677 Hz und eine obere Frequenz von 915 Hz erhalten soll, aber ich habe 549 und 1258, ungefähr 16% und 36%, denke ich. Ja, das habe ich, mein theoretischer Widerstandswert beträgt 3,47 Ohm, Simulationstechnisch ist er immer noch nah dran. Ich habe auch versucht, 1 Ohm für die Implementierung zu verwenden, um meine Bandbreite zu verringern, aber es hat keinen großen Unterschied gemacht. Meine Problemstellung erfordert, dass ich einen RLC-Filter der Bandpass-Serie mit 677 und 915 als Grenzfrequenzen baue, die Auswahl der Werte wurde von mir vorgenommen.
Der größte Unterschied zwischen Simulation und „echten“ Komponenten ist die Toleranz. In der Simulation können Sie Werte wie 18u6 (angegebene Genauigkeit <1%?) Für den Kondensator verwenden. Im "echten Leben" werden dies wahrscheinlich 22uF mit +/- 20% sein. (Glauben Sie nicht, dass der gedruckte Wert der tatsächliche Wert ist). Es ist nicht verwunderlich, dass Sie so unterschiedliche Ergebnisse erhalten. Großwertige Kondensatoren sind in Filtern aufgrund der großen Toleranz zu vermeiden.
@JImDearden Ich habe zuerst mit 22uF gearbeitet und dann festgestellt, dass ich 47uF, 33uF und 470uF in Reihe haben könnte, und es gibt mir 18,6uF, aber vielleicht ist es so, wie Sie gesagt haben, dass die großen Werte das Problem sein könnten.
Sie müssen bedenken, dass jede Komponente ihre eigene Toleranz hat, was bedeutet, dass der Nennwert zwar mit 18 u6 berechnet wurde, aber dennoch einen potenziell großen Fehler in diesem Wert aufweist (in diesem Fall 15 - 22 uF bei 20 %). Führen Sie die Simulation erneut mit dem schlechtesten aus Fallwerte (unter Berücksichtigung aller Komponententoleranzen) und sehen, wie die Streuung der Ergebnisse sein wird.

Antworten (2)

In der Theorie sind Theorie und Praxis gleich. In der Praxis sind sie es nicht.

Ein Simulator knirscht gerne an unrealistischen Werten herum, die echte Komponenten weit von idealen machen. Einige nicht ideale Eigenschaften können simuliert werden, wenn Sie sie spezifiziert und ihre Werte eingegeben haben, aber die reale Welt wird immer komplizierter sein.

In Ihrem Fall sind Ihre Impedanzen sehr niedrig. Berücksichtigen Sie den Strom, der zum Treiben einer 3,3-Ω-Last erforderlich ist. Es sind nur Zahlen in einem Simulator, der davon ausgeht, dass V1 eine ideale Spannungsquelle ist, aber V1 ist es sicherlich nicht. Wenn V1 ein Funktionsgenerator ist, kann er eine Ausgangsimpedanz von 50 Ω haben. Das ist immer noch viel höher als die 3,3-Ω-Last, die ihm bei der Mittenfrequenz präsentiert wird.

Simulatoren können nützlich sein, aber es gibt keinen Ersatz dafür, tatsächlich über die Strecke nachzudenken . Verwenden Sie einen Taschenrechner oder lassen Sie den Simulator die Details der Zahlen bestimmen, aber Sie müssen zuerst über das Gesamtbild nachdenken. In diesem Fall hätte eine Belastung von 3,3 Ω an der Spannungsquelle eine naheliegende Überlegung sein müssen.

Machen Sie die Eingangsimpedanz Ihres Filters mehrmals die Ausgangsimpedanz der Signalquelle. Wenn die Signalquelle eine Ausgangsimpedanz von 50 Ω hat, sollte R1 mindestens 500 Ω betragen. Unter Verwendung gängiger Werte ist es also 1 kΩ. Jetzt sind der ESR der Kappe und der Gleichstromwiderstand der Induktivität praktisch irrelevant, was sie nicht waren, wenn sie gegen eine 3,3-Ω-Last wirkten. Bei 1 kΩ Ausgangsimpedanz wird es auch einfacher, realisierbare Werte für Induktivität und Kondensator zu finden.

Danke, ich werde versuchen, den Widerstand zu erhöhen und sehen, wie es geht.

32px - Ich denke, das Problem mit Ihrer Schaltung ist das folgende: Bei Resonanzfrequenz beträgt der Gesamtlastwiderstand ungefähr 3,5 Ohm (unter Vernachlässigung des Kupferdrahtwiderstands). Dies erfordert eine aktuelle App. 0,3 A. Ich denke, diese Last wird Ihren Signalgenerator überlasten. Warum also nicht einen parallelen RLC-Bandpass verwenden?

Wenn Sie eine serielle RLC-Schaltung verwenden müssen, verwenden Sie einen größeren ohmschen Widerstand entsprechend der erforderlichen Güte Q = Mittenfrequenz / Bandbreite = (1 / R) * SQRT (L / C).

Beispiel : R=25 Ohm, C=15,4µF, L=105mH.

Ja, ich muss Serien verwenden! Q = 3,31, was mir R = 3,29 Ohm gibt, was fast 3,3 Ohm entspricht, aber danke für deine Mühe. Ich werde den Laborleiter bitten, meine Schaltung noch einmal durchzusehen, nur für den Fall.
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