Wie steuere ich die Anstiegszeit des Ausgangs des spannungsgesteuerten Schalters von LTSpice?

Ich habe eine RC-Verzögerungsschaltung als Eingang in einen spannungsgesteuerten Schalter in LTSpice. Es funktioniert so, wie ich es möchte, außer ich kann nicht herausfinden, wie ich die Anstiegszeit des Signals verkürzen kann, das aus dem Schalter austritt, sobald es ausgelöst wird. Dies ist das "Swout" -Signal im folgenden Schema und wird auch grafisch dargestellt. Die Anstiegszeit von 10-90% wird mit 1,1 Mikrosekunden gemessen. Gibt es eine Möglichkeit, es in der Größenordnung von wenigen Nanosekunden viel niedriger zu machen?

Was Sie erleben, ist nicht die Anstiegszeit der "realen Schaltung", sondern die Einschränkungen der Simulations-Engine.

Die Anstiegszeit des swoutAusgangs ist theoretisch Null, da der Schalter ideal ist und kein reaktives Element auf der Ausgangsleitung vorhanden ist, das eine Verzögerung verursachen kann. Was Sie messen, hängt von der Zeitauflösung (dem Zeitschritt ) des Simulationsalgorithmus ab. Wenn Sie den Zeitschritt maximal begrenzen, der viel kleiner als 1 ns ist, z. B. 100 ps, ​​wird eine kürzere Anstiegszeit angezeigt.

Ändern Sie beispielsweise die Simulationsanweisung in:

.tran 0 150u 0 100p startup uic

um zu sehen was ich meine.

Mit anderen Worten, der Versuch, die Anstiegszeit in dieser Schaltung zu messen, ist sinnlos und unsinnig, da die modellierte Schaltung "zu ideal" ist, um eine Anstiegszeit ungleich Null an ihrem Ausgang anzuzeigen.

Wenn Sie diesbezüglich aussagekräftige Ergebnisse erzielen möchten, sollten Sie die reale Schaltung genauer modellieren. Fügen Sie beispielsweise einen Serienwiderstand ungleich Null für den Schalter hinzu (etwa 10 Milliohm für einen realen mechanischen Schalter) und fügen Sie mindestens einen Kondensator parallel zu R2 hinzu, um die parasitäre Kapazität zu modellieren, die der Schalter in der realen Welt ansteuern wird. Dann sehen Sie eine "echte" Anstiegszeit.

Das Schaltverhalten des Schalters (tatsächlich seine Übergänge von vollständig geöffnet zu vollständig geschlossen) kann so gesteuert werden, dass zumindest in LTspice eine Anstiegs- / Abfallzeit auftritt.

Wenn Sie im Handbuch nachsehen, sehen Sie am Schalter Optionen zum Einstellen einer Hysterese sowie eine Warnung, dass niemals eine positive Hysterese verwendet werden sollte, während die Übergänge durch die negative Hysterese dem Logarithmus der Steuerspannung folgen. Wenn Sie Ihren Schaltplan sehen, wird ein Impuls durch einen RC-Tiefpass verwendet (der übrigens innerhalb der Quelle mit Rserund angegeben werden kann Cpar), sodass genügend Platz für eine Anstiegs- / Abfallzeit vorhanden ist.

Ihre Switch-Modellkarte gibt auch nur die Schwellenspannung an Vt, keine Hysterese Vh(standardmäßig Null). Wenn Sie also Folgendes hinzufügen: Wenn Sie Vt=2.5 Vh=-2.5Ihrer Modellkarte hinzufügen , erhalten Sie eine sehr gleichmäßige Anstiegszeit, möglicherweise müssen Sie sogar die reduzieren RC-Zeitkonstante in der befehlenden Quelle.

Wenn Sie weiter unten im Handbuch lesen, werden Sie sehen, dass es eine gibt level=2 Schalter gibt, der die Übergänge nach einer tanh()Kurve noch glatter macht, ohne dass die Endwerte vollständig erreicht werden.

Bei Ihrer Auswahl würde ich die Standardeinstellung level=1(die nicht angegeben werden muss) mit negativer Hysterese empfehlen . Übrigens müssen Sie nicht angeben Vh, ob der gesamte Eingangsbereich verwendet werden soll. Dies kann Vh=2.5 Vt=-1beispielsweise auch oder Vt=-1mmit dem offensichtlichen Effekt der Reduzierung der Anstiegs- / Abfallzeiten des Schalters geschehen. Vergessen Sie auch nicht Ronund Roff, aber versuchen Sie nicht, sie mit zu vielen Größenordnungen anders zu machen Ron=1p Roff=1T, weil dies für den Löser problematisch sein könnte. mOhms und GOhms können zum Beispiel gut funktionieren.