Nun soll die Schaltung berechnet und das Signal ausgegeben werden. Dazu bietet Spice eine Zeit Simulation an, die mit tran abgekürzt wird. Hier wird mindestens die Zeit für die Simulation eingegeben.

Als erstes ändern wir den Widerstand mit der rechten Maustaste auf 10k Ohm.
Die Frequenz wird nach folgender Formel berechnet
f (Hz) = 10.000.000 Hz * 10.000 Ohm / N / Rset

Mit N=1 für GND und RSet = 10.000 Ohm ergibt sich eine Frequenz von 10 MHz.

Dann wählen wir die Simulation aus > Läufer Butten oben im Menu, dann den Reiter Transient und tragen unter Stop Time neu 10u (10 Microsekunden) ein. Unten in der Ausgabe steht dann .tran 10u.

Mit OK starten wir die Simulation. Es wird ein leeres Ausgabefenster angezeigt mit unserem Zeitbereich von 10 Mikrosekunden.

Hier müssen wir jetzt noch angeben welcher Wert angezeigt werden soll. Mit einem RechtsKlick im Fenster und Add Trace bietet Spice uns die Möglichkeiten an.

Wir wählen V(ausgang) aus und bestätigen mit OK.

Nun sehen wir das Ausgangssignal über 10 Mikrosekunden, sehr viele Schwingungen. Ein Rechtsklick auf .tran 10u und die Änderung in .tran 1u bringen dann folgendes Ergebnis.

Das ist schon übersichtlicher. Es werden ca. 19 Schwingungen dargestellt.

Um die Frequenz zu ermitteln, können wir die FFT Analyse hinzufügen. Ein RechtsKlick im Ausgabe Fenster und unter View finden wir FFT.

Auch hier wählen wir wieder V(ausgang) aus und erhalten das Frequenzspektrum des Ausgangssignals.

Hier werden die einzelnen enthaltenen Frequenzamplituden in dB angezeigt. Vorn die Hauptschwingung und rechts davon die Peaks sind die Oberschwingungen. Ein Rechteck Signal besteht aus der Hauptfrequenz Sinusschwingung (f) und zusätzlich mit abnehmenden Amplituden den Sinusschwingungen bei den ungeraden vielfachen von f (3*f, 5*f, 7*f …)

Mit Rechtsklick und Manual Limits können wir von Dezibel in Linear umschalten und erhalten diese Ausgabe mit einer linearen Skala von 0 bis 3,3V.

Mit dem Cursor auf dem Peak können wir nun die Frequenz ablesen mit ca.18,4 MHz und einer Amplitude von 1,95V.

Der nächste Peak liegt bei 55 MHz mit 750mV, also der 3-fachen Frequenz.
Der 3. Peak liegt bei 92 MHz mit 300mV, also der 5-fachen Frequenz.

10 MHz war das berechnete Ergebnis und wir erhalten 18,4MHz. Das ist fast die doppelte Frequenz. Entweder das Spice Modell von LT ist fehlerhaft oder ich mache hier einen Denkfehler. Ich bin für jeden Hinweis dankbar, kann aber noch nicht sagen woran das liegt. Für diese Programmbeschreibung ist das aber erstmal unerheblich.

Wenn wir nun den Widerstandswert in 100k ändern und .tran 5u eingeben, erhalten wir folgendes Ergebnis mit einer Frequenz von 1,84 MHz.

Wird der DIV Pin auf V1 gelegt (RechtsKlick und V1 eingeben) und .tran in 50 geändert, so erhalten wir eine Frequenz von 184 kHz.

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von Matthias Busse