Transienten-Analyse beim RC-Tiefpass an einer Sinusspannung

Die Bauteilwerte lassen wir hier unverändert und wechseln nur unsere Spannungsquelle aus.

Hier holen wir uns eine Sinusquelle aus unserer Bauteilbibliothek durch Eingabe von VSIN in der Suchzeile und wählen VSIN/SOURCE und setzen diese in die Schaltung ein.

 

Für unsere Sinusspannungsquelle geben wir nun folgende Werte ein:

  • VOFF = 0V
  • VAMPL = 1V
  • FREQ = 100Hz

 

In unserem Simulationsfenster geben wir unter Simulation - Edit Profile in der Registerkarte Analysis unter Run to time: 100ms ein

Wir starten die Simulation und unser Bildschirm sollte nun so aussehen:

 

Zugegeben sieht der Verlauf der Sinusspannung etwas eckig aus. Das zeigt uns, dass hier zu wenige Simulationspunkte gewählt sind.

 

Simulationszeitraum und maximale Schrittweite

Wir öffnen Edit Simulation Settings im oberen Menü und geben einen Simulationszeitraum von 25ms und eine maximale Schrittweite von 0,1ms ein.


Ebenso löschen wir das obere Spannungsanzeigefenster mit Plot - Delete Plot, so dass wir ein großes Anzeigefenster haben.

Unser Bildschirm sollte nun nach der Simulation so aussehen:

Voltage Differential Marker

Jetzt möchten wir hier die Spannung am Widerstand durch Differenzbildung gesondert darstellen.
Hierzu gibt es im Menü einen eigenen Marker. (Voltage Differential Marker)
Diesen Marker fügen wir einmal vor und einmal nach dem Widerstand ein.

 

Unser Simulationsergebnis sieht nun so aus:

Grenzfrequenz des Tiefpasses

Als nächsten Versuch wollen wir die Grenzfrequenz des Tiefpasses berechnen und das Ergebnis darstellen.

 

Nach der Formel:

fg = 1 /(2x pi x R x C)

 

ergibt sich:

fg = 1 / (2 x pi x 103 x 100-9) eine Grenzfrequenz von 159 Hz

Diese Frequenz geben wir in unserer Spannungsquelle ein und starten die Simulation.
(Richten Sie Ihre Anzeige nun so ein, dass sie 2 Sinusschwingungen schön sehen können)

 

Wenn alles korrekt ist, sollte die Anzeige nun so aussehen:

 

Unsere Grenzfrequenz stimmt mit der Berechnung überein.

Ausgangsspannung und Phasenverschiebung

Die Ausgangsspannung ist Ua= Ue x 1/?2 (=0,707 V) und die Phasenverschiebung zwischen Ue und Ua beträgt 45°