[Rumgucker]

ICH bin immer lieb. Das Ekelmonster von uns beiden bist DU!

Schau mal bitte in den "mylibTDA4711.MOD". Die Datei kannst Du gleich aus Spice heraus aufmachen. Da steht irgendwo zweimal "90ns". Da kannst Du höhere Werte reinschreiben.

Wie man Schalter langsamer macht, weiß ich nicht. Letztlich macht Spice irgendeine Multiplikation der einen mit der anderen Größe - mit irrwitzigem Faktor. Wir brauchen keine Schalter sondern zeitlich veränderliche Widerstände, damit wir Anstiege/Abfälle realer simulieren können. Ich schau mir das gleich mal an.

Ob die Datenblattzeile wirklich ne Hystere meint, weiß ich nicht. Wir können die Modell-Schalter aber auch mit Hystere-Option erfassen.


* TDA8939
* 1 = In-a, 2 = In+a
* 3 = In-b, 4 = In+b
* 5 = V+, 6 = V-
* 7 = Outa, 8 = Outb
* 9 = DIAGN, 10 = Powerup, 11 = Enable
.SUBCKT TDA8939 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

* die Verzoegerungsleitungen
T1 1 2 21 6 Td=90n Z0=10k <--- hier ("90n") musst Du fummeln
T2 3 4 23 6 Td=90n Z0=10k <--- hier musst Du fummeln

* ... inkl. Abschlusswiderstaende
R1 21 6 10k
R2 23 6 10k

* ...inkl. Rauschgeneratoren
I1 21 6 SINE(0 1u 100k)
I2 23 6 SINE(0 1u 200k)

* nun die beiden Halbbruecken
S1 5 7 6 21 Da
S2 7 6 21 6 Sa
S3 5 8 6 23 Db
S4 8 6 23 6 Sb

.model Da SW(Ron=0.3) <--- hiermit und ff. befaß ich mich
.model Sa SW(Ron=0.3)
.model Db SW(Ron=0.3)
.model Sb SW(Ron=0.3)

.ENDS

[Rumgucker]

Bequem!!


Vt threshold voltage Volts 0.
Vh hysteresis voltage Volts 0.
Ron on resistance Ohms 1.
Roff off resistance Ohms 1/gmin
Lser series inductance Henry 0.
Vser series voltage Volts 0.
ilimit current limit Amps infin.

The switch has three distinct modes of voltage control, depending on the value of the hysteresis voltage, Vh. If Vh is zero, the switch is always completely on or off depending upon whether the input voltage is above the threshold. If Vh is positive, the switch shows hysteresis, as if it was controlled by a Schmitt trigger with trip points at Vt - Vh and Vt + Vh. Note that Vh is half the voltage between trip points which is different than the common laboratory nomenclature. If Vh is negative, the switch will smoothly transition between the on and off impedances. The transition occurs between the control voltages of Vt - Vh and Vt + Vh. The smooth transition follows a low order polynomial fit to the logarithm of the switch's conduction.



Also mit einem negativen "Vh" schaltet er "weich" und mit "Vt" und "Vh" können wir Hystersis vorgeben.

[Rumgucker]

So. Ich hab die wichtigsten Parameter nach oben gesetzt und versucht, das sanfte Einschalten und Hysteresis einzubauen. Wir brauchten auch Freilaufdioden (deren Fehlen offensichtlich der Grund für mehrere Kilovolt war). Aber mir ist das im Moment zu sanft, das Einschalten.



* TDA8939

*Parameter: die Rdson-Widerstaende und Schaltzeiten
.param Rdson_ad=0.3 Rdson_as=0.3 Rdson_bd=0.3 Rdson_bs=0.3
.param ton_a=90n ton_b=90n


* 1 = In-a, 2 = In+a
* 3 = In-b, 4 = In+b
* 5 = V+, 6 = V-
* 7 = Outa, 8 = Outb
* 9 = DIAGN, 10 = Powerup, 11 = Enable
.SUBCKT TDA8939 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

* die Verzoegerungsleitungen
T1 1 2 21 6 Td={ton_a} Z0=10k
T2 3 4 23 6 Td={ton_b} Z0=10k

* ... inkl. Abschlusswiderstaende
R1 21 6 10k
R2 23 6 10k

* ...inkl. Rauschgeneratoren
I1 21 6 SINE(0 1u 100k)
I2 23 6 SINE(0 1u 200k)

* nun die beiden Halbbruecken (mit Inversdioden)
S1 5 7 6 21 Da
D1 7 5 Diode

S2 7 6 21 6 Sa
D2 6 7 Diode

S3 5 8 6 23 Db
D3 8 5 Diode

S4 8 6 23 6 Sb
D4 6 8 Diode

.model Da SW(Ron={Rdson_ad} Vh=-3.3 Vt=2.3)
.model Sa SW(Ron={Rdson_as} Vh=-3.3 Vt=2.3)
.model Db SW(Ron={Rdson_bd} Vh=-3.3 Vt=2.3)
.model Sb SW(Ron={Rdson_bs} Vh=-3.3 Vt=2.3)
.model Diode D()
.ENDS

[Rumgucker]

Ich bin nicht glücklich.

Jegliche Verstellungen an den Modellen machen die TDA-Simulation irre langsam. Außerdem weiß ich nicht genau, was ich da eigentlich tue.

[Rumgucker]

Es wird das klügste sein, wenn wir richtige "VDMOS"-Elemente in das Modell einfügen. Die haben schon das richtige Verhalten und lassen sich auch vorzüglich parametrieren.

[Rumgucker]

Auf Seite 10/table 11 sehe ich, daß die 3,3V als große "input amplitude" bezeichnen.

Ich nehm also an, daß die Komparatoren unter 1V (differenzielle Spannung) nicht definiert schalten, nicht mit mehr als 12V angesteuert werden dürfen und typischerweise mit 3,3V angesteuert werden. Bei 3,3V sind dann auch die 90 ns spezifiziert.

Die werden also einfach eine Offsetspannung von bis zu +/-1000mV haben.

[Rumgucker]

Ich täte also gut daran, wenn ich unseren Rauschquellen also auch noch nen parametrierbaren DC-offset einpräge.

[Rumgucker]

Also so ungefähr:

erste Idee

Ich überlaste zwar die Gates. Aber darum kümmert sich Spice ja traditionsgemäß nicht.

Was haltet Ihr davon?

[tillg]

Zitat:Da steht irgendwo zweimal "90ns". Da kannst Du höhere Werte reinschreiben.

Damit ist es aber nicht getan!
Du weißt doch genau was ich meine, nicht t_r(HL) bzw. (LH) sondern t_W(min), die minimal pulse with. Und du ahnst vielleicht, dass das das 10MHz-Schwingproblem lösen könnte und sträubst dich deshalb

Mein heimischer Laptop macht mit Spice aus den Schaltungen und Modellen wieder was ganz anderes als der auf Arbeit. Oder hast du das TDA-Modell auf dem Server mit deiner neuen Version überschrieben?

Wieso kommt es eigentlich zu 10MHz? Ich habs auch gesehen. 2 * >90ns ergeben doch ca. 5MHz.

[tillg]

Bei der Ursache für die 10MHz-Schwingung kann ich nicht widersprechen. Phasendrehung in der kräftigen Mitkopplung durch Laufzeit, und einmal angeregt schwingt es eben. Da kann der Integrator nichts machen, er guckt nur zu, ist zu langsam. So sieht es jedenfalls LTSpice.

Das diese Schwingung im Normalbetrieb geweckt werden kann, wie Rumgucker hier schreibt, sieht meine bewährte Im-Kopf-Simulation jedoch mal wieder ganz anders.
Schwingt der SODFA nämlich erst mal, dann sieht das so aus:



Die Kurve zeigt die Eingangsspannung des Komparators (ohne Begrenzerdioden) beim schwingenden SODFA. Sie ist die Summe aus Integrator- und Schaltstufenausgang. Während der Schaltstufenausgang high ist, läuft der Integratorausgang abwärts. An der roten Linie erreicht sie 0V, den Umschaltpunkt. Jetzt beginnt die Verzögerungszeit aller beteiligten Elemente: Komparator, Schaltstufe und ggf. Differenzverstärker. An der grünrn Linie ist sie beendet. Die Schaltstufe hat nach low geschaltet, was man am senkrechten Abfall sieht. Die Umschaltung bewegt den Eingang also genau in die Richtung, in der er eben geschaltet hat, und zwar am Ende der Verzögerungszeit, egal wie lang oder kurz sie auch ist. Es gibt also keine Chance zum Schwingen, im Gegenteil. Die Mitkopplung wirkt in die richtige Richtung und vergrößert den Störabstand noch.
Erst danach kehrt der Integratorausgang die Richtung um und der Komparator kann nicht früher schalten, als bis durch den Integratoranstieg der Nullpunkt wieder erreicht ist.

Schwingt der SODFA einmal, ist er also durch nichts aus den Tritt zu bringen. Kein Lastwechsel, kein Handy. Daran ändert auch der Differenzverstärker nichts.
Voraussetzung ist, dass die Umschaltung durch den Integratoranstieg ausgelöst wird, während die Schaltstufen sich in der Sättigung befinden. Und das ist im Normalbetrieb immer der Fall. Hier ist es unerheblich, ob die Mitkopplung stärker ist als die Gegenkopplung, die Mitkopplung wirkt ja in die richtige Richtung.

Lediglich im Einschaltmoment könnte der oben beschriebene Effekt auftreten. Jedenfalls gaukelt Spice uns das vor. Ob in der Praxis beim Einschalten dieser Effekt überhaupt auftreten kann ist immer noch ungewiss. Dass er für längere Zeit stabil bleibt ist sogar äußerst unwahrscheinlich. Der TDA8939 dürfte es jedenfalls durch seine eingebaute Mindestimpulsweite (nicht zu verwechseln mit Verzögerungszeit) im Ansatz verhindern. Ist die Verzögerungszeit einmal überwunden, hält die Mitkopplung nämlich fest.

[Rumgucker]

@Tillg: ich sträube mich nicht. Ich hab nur Probleme, mal "eben so" ein vollständiges TDA-Modell zu entwickeln.

Erstmal hab ich mich im eine gute (und schnelle) Simulation der internen Laufzeiten und des MOS-Leitwerts bemüht. Ich kann jetzt sowohl die 90ns als auch die 20ns simulieren. Und das ohne MOS, weswegen alles sehr schnell simulierbar sein sollte




....darauf bin ich schonmal stolz.

Aber wie man die 150ns Mindestzeit reinquälen soll... da fehlt mir im Moment der Ansatz.

[Rumgucker]

Na? Ich bin der Held des Forums



Eingangsimpuls vs. Ausgangsstrom.

Als Rauschquelle hab ich übrigens "1Vs" eingesetzt! Ich denke nämlich mittlerweile, daß das mit den 1V Minimalspannung gemeint ist.

[Rumgucker]

Tillgilein?

Kriegen wir irgendwie raus, wie kurz der minimale Impuls ist, unter dem der TDA nichts mehr sieht? Die o.a. Ersatzschaltung berücksichtigt auch die Eingangskapazität. Aber die haben wir auch nicht, oder?

[tillg]

Was denkst du, wass ich erst für Probleme damit hätte. Ich seh doch da überhaupt nicht durch! Von wem weiß G2 z.B. jetzt, wann er was tun soll?
Deshalb helf ich's dir ja über.

Zitat:Aber wie man die 150ns Mindestzeit reinquälen soll... da fehlt mir im Moment der Ansatz.

Wie wärs damit:

Kann man das irgendwie umsetzen?

[tillg]

Zu #92: Sind das die 150ns? Wo kommen die jetzt her? Sieht ein bisschen breiter aus. Und warum ist die abfallende Flanke flacher? Und was passiert, wenn der Eingangsimpuls länger ist?

[tillg]

Pardon, ich hinke hinterher.
Also Frage #93: das ist in Figur 5 Seite 11 nur angedeutet, nicht bemaßt. Danach folgt der Ausgangsimpuls auch noch, wenn er am Eingang schon vorbei ist. Das würde meine Schaltung so nicht machen. Dazu müsste die 90ns-Verzögerung hinter Q. Ich dachte sie mit zunächst vor IN.

[tillg]

Also, das EXOR sperrt den Eingang nach jeder Umschaltung des Flipflop für 150ns. In der Zeit kann das FF also nicht erneut umschalten. Gibt es in dieser Zeit einen abgeschlossenen Eingangsimpuls, so wird dieser komplett ignoriert. Liegt die Rückflanke eines Eingangsimpulses jedoch nach der 150ns Sperrzeit, schaltet das FF beim Ende der Sperrzeit, oder mit der Vorderflanke des Eingangsimpulses, je nach dem, was später eintritt. Dann allerdings (fast) egal, wie kurz der Eingangsimpuls ist.
Die 90ns-Verzögerung schließt sich an diese Schaltung an. So ähnlich muss es im TDA auch ablaufen, denke ich mir.

[Rumgucker]

Ja.. Du hängst hinterher.

Mein voriges Ersatzschaltbild kann auch schon längst die 150ns. Eine Logik brauche ich nicht (wär zu zeitaufwändig in der Simu). Mittlerweile hab ich die Halbbrücke komplett und die Parametrierung erledigt.

Guck hier

Ich muß jetzt alles nur noch verdoppeln und in die Modelldatei pressen. Dann haben wir ein TDA-Modell, das folgendes kann:

1. vier einzeln einstellbare Rdson (typ. 0.2 Ohm)
2. Komparator-Rauschen (typ. 1V)
3. unabhängig einstellbare Halbbrückenverzögerungen (typ. 90ns)
4. minimale Impulszeit (typ.150ns)
5. Differenzeingang ohne galvanische Verbindung mit Vssp, Vddp und Vout
6. beide Halbbrücken sind unabhängig voneinander

Fest im Modell verankert sind die Anstiegs und Abfallzeiten der Schalter von jeweils (rund) 20ns. Und der Differenzeingang mit 1k/10pF

[Rumgucker]

TDA8939-Modell

Es verlangsamt die Simulation elendiglich. Ich hab im SIMPLA nur 500ns laufen lassen. Aber die sahen genauso aus, wie immer.

Dennoch: "ohne jede Garantie"

[Rumgucker]

Oh Gott... vom "Nicht-Speed" her ist das ja die Hölle...



Jetzt gehts also an die Beschleunigung des Modells .

An den Rauschquellen liegts nicht. Hab ich schon getestet. Ansonsten hab ich mich durchweg bemüht, die schnellstmöglichen Operationen zu verwenden (Stromquelle + Widerstand ist angeblich schneller als Spannungsquelle usw.).

Meiner Meinung nach verlangsamen die Poly-Leitwerte die Simulation. Da wird die quadratische Steuerspannung mit der Ausgangsspannung und einem Faktor multipliziert.

Hat jemand ne Idee?