[Rumgucker]

Zitat:Original geschrieben von woody
Ach ja mach mal bitte 10 Perioden...

Für .four reicht eine.

[woody]

Das widerspricht aber allem was ich über DFTs weiß
Lad mal bitte die Simu hoch.

[Rumgucker]

Die Simu hatte ich doch drangeheftet!

Ich hab zur Sicherheit 5 Perioden gefahren: exakt gleiches Ergebnis.

Über die (uralte) ".four"-Anweisung hatten wir hier im Forum schon mal ausgiebig diskutiert.

[voltwide]

Eben habe ich Deine Simu geladen. Und kann Dein Ergebnis keinesfalls bestätigen:
Fourier components of V(out1)
DC component:-0.000744571

Harmonic Frequency Fourier Normalized Phase Normalized
Number [Hz] Component Component [degree] Phase [deg]
1 1.000e+03 3.925e+01 1.000e+00 178.97° 0.00°
2 2.000e+03 5.116e-04 1.303e-05 -98.65° -277.61°
3 3.000e+03 1.361e-01 3.466e-03 -122.19° -301.15°
4 4.000e+03 9.594e-04 2.444e-05 73.66° -105.30°
5 5.000e+03 3.043e-02 7.752e-04 144.08° -34.88°
6 6.000e+03 7.273e-04 1.853e-05 33.26° -145.71°
7 7.000e+03 8.499e-03 2.165e-04 56.33° -122.63°
8 8.000e+03 5.616e-04 1.431e-05 10.61° -168.36°
9 9.000e+03 3.410e-03 8.686e-05 -28.96° -207.93°
Total Harmonic Distortion: 0.355983%

Fourier components of V(out2)
DC component:-0.000746468

Harmonic Frequency Fourier Normalized Phase Normalized
Number [Hz] Component Component [degree] Phase [deg]
1 1.000e+03 3.956e+01 1.000e+00 179.10° 0.00°
2 2.000e+03 5.407e-04 1.367e-05 -99.34° -278.44°
3 3.000e+03 8.868e-03 2.242e-04 -163.48° -342.58°
4 4.000e+03 9.575e-04 2.421e-05 70.84° -108.26°
5 5.000e+03 1.369e-03 3.461e-05 -34.53° -213.63°
6 6.000e+03 6.204e-04 1.568e-05 36.04° -143.06°
7 7.000e+03 1.082e-03 2.736e-05 -166.68° -345.78°
8 8.000e+03 5.888e-04 1.488e-05 11.74° -167.37°
9 9.000e+03 1.002e-03 2.534e-05 29.18° -149.92°
Total Harmonic Distortion: 0.023258%

Der einzige Unterschied: Den MOSFET mußte ich ersetzen durch IRF530, weil ich den IRF820 nicht dabei hatte.

[woody]

Zitat:Original geschrieben von Rumgucker

Die Simu hatte ich doch drangeheftet!

Ach ja. Sorry

[Rumgucker]

Das ist eben das Problem, Volti. Der IRF820 neigt wesentlich mehr zum Durchschießen. Der IRF530 ist da sehr gutmütig. Das war keine gute Wahl um den Effekt zu zeigen.

[Rumgucker]

Ich klink mich hier aber jetzt aus. Wenn Volti meint, dass die Schaltung Scheiße ist, dann soll mir das egal sein. Nur..... seine Ucd-Simulationen leiden unter anderen Effekten und zeigen nicht die Wirkung in der Endstufe.

Bezüglich der Verminderung des Querstromes sieht man den Effekt mit allen MOSFETs sehr deutlich. Nur dafür hatte ich die Schaltung erdacht. Sie sollte Querströmer verhindern.

Das Klirren geht aber nur dann deutlich runter, wenn man auch MOSFETs nimmt, die bei einer Totzeit von 0 wirklich bösartig werden. Wenn man dagegen unkritische MOSFETs nimmt, so scheint das Klirren in der 2-Spulen-Schaltung tatsächlich zuzunehmen. Das kann ich mir noch nicht erklären. Die Effekte der Schaltung in Bezug aufs Klirren sind aber zu diffus, als dass man sich wirklich drauf verlassen kann.

[woody]

Diffus triffts wohl gut...

[Rumgucker]

Das Klirren müsste dann signifikant zunehmen, wenn der Querstrom den MOSFET sättigt und der 2-Spulen-Normalstrom eben nicht.

Mit unseren +/-10V steuern wir aber so stark durch, dass wir weit von Sättigungen entfernt sind.

Kurzum: man kann die Querströme und ihre schädlichen Auswirkungen bestimmt noch besser züchten, als ich das bisher gezeigt hab.

Je mehr das gelingt, desto besser kann die 2-Spulen-Schaltung überzeugen.

[voltwide]

Was soll ich dazu sagen?
Ich hab jetzt den IRF820 aus Guckis hier veröffentlichter Liste eingebaut:
Fourier components of V(out1)
DC component:0.00448505

Harmonic Frequency Fourier Normalized Phase Normalized
Number [Hz] Component Component [degree] Phase [deg]
1 1.000e+03 3.986e+01 1.000e+00 179.07° 0.00°
2 2.000e+03 3.717e-03 9.326e-05 -82.06° -261.13°
3 3.000e+03 7.437e-02 1.866e-03 -154.06° -333.13°
4 4.000e+03 8.974e-04 2.251e-05 -2.60° -181.66°
5 5.000e+03 1.594e-02 3.998e-04 58.06° -121.01°
6 6.000e+03 1.364e-03 3.422e-05 -125.17° -304.23°
7 7.000e+03 3.958e-03 9.929e-05 -80.70° -259.77°
8 8.000e+03 2.293e-03 5.754e-05 109.97° -69.10°
9 9.000e+03 2.089e-03 5.240e-05 39.07° -140.00°
Total Harmonic Distortion: 0.191494%

Fourier components of V(out2)
DC component:0.00293676

Harmonic Frequency Fourier Normalized Phase Normalized
Number [Hz] Component Component [degree] Phase [deg]
1 1.000e+03 3.993e+01 1.000e+00 179.10° 0.00°
2 2.000e+03 2.400e-03 6.011e-05 -75.64° -254.74°
3 3.000e+03 1.102e-02 2.760e-04 -174.47° -353.57°
4 4.000e+03 7.831e-04 1.961e-05 -17.75° -196.85°
5 5.000e+03 1.310e-03 3.280e-05 -63.75° -242.85°
6 6.000e+03 8.362e-04 2.094e-05 -110.02° -289.12°
7 7.000e+03 2.924e-04 7.324e-06 80.62° -98.48°
8 8.000e+03 1.925e-03 4.821e-05 119.45° -59.65°
9 9.000e+03 2.245e-03 5.624e-05 9.36° -169.74°
Total Harmonic Distortion: 0.029531%

[Rumgucker]

Dann weiß ich nicht, was Du da treibst, Volti. Ich verwende die V2.16q.

Ich hab jetzt aber auch keine Lust mehr, weils nicht meine Baustelle ist. Fragt Alfsch. Der hat damit einen querstromfreien Zylon-Verstärker real gebaut.

[voltwide]

Ich habe V4.11, also auch schon über 2 Jahre allen updates getrotzt

[Rumgucker]

Ich hab auch noch die 4.08o.



Exakt gleiches Ergebnis. An der Version liegts also vermutlich nicht.

Da alle sonstigen Teile ja idealisiert sind, verbleiben nur die Halbleiter als Ursache. Zumindest einer von denen müsste bei Dir anders als bei mir sein:

.model IRF820 NMOS(Level=3 Gamma=0 Delta=0 Eta=0 Theta=0 Kappa=0 Vmax=0 Xj=0 Tox=100n Uo=600 Phi=.6 Rs=9.112m Kp=20.23u W=.2 L=2u Vto=3.858 Rd=1.962 Rds=2.222MEG Cbd=405.1p Pb=.8 Mj=.5 Fc=.5 Cgso=1.956n Cgdo=136.9p Rg=.9792 Is=248.6p N=1 Tt=560n)

.model MBRS360 D(Is=22.6u Rs=0.042 N=1.094 Cjo=480p M=.61 Eg=.69 Xti=2 Iave=3 Vpk=60 mfg=Motorola type=Schottky)


Oder... Du stellst gerne am Solver rum. Wenn Du zum Beispiel einmal "Gear" eingestellt hast ((zum Beispiel per .opt-Anweisung), dann verbleibt diese Einstellung, bis Du das Programm neu startest. Vielleicht muss man in dem Bereich irgendwo suchen?

[voltwide]

Vlt hilft dies hier weiter:
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Newsgroups: sci.electronics.cad
Subject: Re: Use of FFT in LTspice
From: "Helmut Sennewald" <HelmutSennewald@t-online.de>
Date: Mon, 18 Nov 2002 18:34:38 +0100
--------
When you do Fourier Transform (DFT or FFT), you only take a snapshot from a signal. The Fourier transform then delivers the Fourier coefficients of a signal which is equivalent to an infinity number of concatenated snapshots.

What do we learn from that?
If your snapshot does not contain exactly full periods of all your frequencies (signal), there will be a big discontinuity in the assumed concatenated signal from one snapshot (window) to the next. As a result, your FFT gives you very broad peaks.

That's where the FFT windows come into play. They force the signal and their derivatives to zero at the ends of your snapshot (window). This helps, but is by far not as good as a well chosen time frame which contains only full periods of your signal.

FFT versus DFT
--------------
The result from the FFT is the same as from the DFT. The only difference is the faster calculation with the FFT. This is especially true when the number of data points is a power of 2. Then a lot of similar calculations can be avoided by the clever FFT algorithm.

Resolution and maximum frequency
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The frequency resolution of the DFT is 1/time.
Example: A transient analysis time of 100ms will give 10Hz resolution.

The maximum frequency you get is fmax = 0.5*FFT_data_points/time.
Example: A transient analysis time of 100ms, with 16384 data points -> fmax about 800kHz.

Best Result of FFT with LTspice
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1. Select .TRAN for exactly a full number of periods of your lowest frequency in the signal.
2. All compression modes off in the menu
Tools -> Control Panel -> Compression
[Also LTspice command '.options plotwinsize=0' on schematic]
3. FFT Settings
Number of data point samples in time: 16384 points or more, depending on up to what frequency you want to look.
Windowing function: none

You will reach sidebands below than -120dB and often they are below -150dB which is more than adequate for your ears.


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Newsgroups: sci.electronics.cad
Subject: Re: Use of FFT in LTspice
From: "fred bartoli" <toto@hotmail.toto>
Date: Mon, 18 Nov 2002 18:59:30 +0100
--------
Just one minor adjustment:
The signal must *not* contain full periods but full periods *minus* one sample time (see what happens at boundaries when connecting the samples). Using full periods leads to some still significant leakages that might hide useful details.

One way to deal with that is to apply windowing to ensure both extremity of the curve will nicely join but this still leads to some leakages. This also applies only in the case you can post process the waveform, and I don't know whether LTspice can do that or not.

The other way is, provided you anticipate the FFT number of points, to set the total simulation time to N*SigPeriod*(1-1/(2*FFTDataPoints))
Example: N*SigPeriod - 1 sample time
Also let enough time for the transients to settle i.e. provide a non null start recording time to the .TRAN


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Newsgroups: sci.electronics.cad
Subject: Re: Use of FFT in LTspice
From: "Helmut Sennewald" <HelmutSennewald@t-online.de>
Date: Mon, 18 Nov 2002 19:39:20 +0100
--------
Thank you very much for this correction. It is really important as you said that the last data point in the taken window is not the one which is the first data point of the next window. This is as more important as less data points we use.

Example with a proper window of one period and 8 data points:
o o o o
o | | o o
o | | | | o o
o o | | | | | | o o
| | | | | | | |
------------------------------------------------------
0 1 2 3 4 5 6 7

The whole thing is a bit more complicated due to the .TRAN analysis, which is normally set to another timestep then used by the FFT. LTspice then has to interpolate the data points used for the FFT.

Hey, a great idea came into my mind.
Select the time step for simulation to span/16384 for an FFT with 16384 data points. The time step looked very odd, but the result has been impressive. Now I have achieved -180dB spurious signal level for a pure sine source. Thanks Mike, too, for the high numerical precision.


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From: "f5r5e5d" <f5r5e5d@...>
Date: Tue Mar 21, 2006 3:52 pm
Subject: Re: FFT?

Binomial smoothing is a filter, your FFT response will roll off at high frequencies when this number is large.

Make a 1 kHz square wave PWL source:
PULSE(-1 1 0 1n 1n 1m 2m) (with a parallel 1 Ohm R to ground so LTspice has a circuit)

Always use the LTspice directive:
.option plotwinsize=0

Run exact integer 10x length simulation:
.tran 0 10m 0 1u

From the waveform output window select View>FFT using the FFT with the default settings (length 5 smoothing filter) can be seen to droop below the 1/f expected harmonic curve beyond 100 kHz.

Change smoothing filter length to 1 and the harmonic peaks trace a straight line.

The windowing function tapers the ends of the waveform when you don't have an exact integer frequency*time simulation, change simulation time above:
.tran 0 9.87m 0 1u

Now the FFT's "empty" bins between the squarewave's harmonics have a much higher noise floor (-30 dB versus -70 dB) from the non-integer spectral "splatter" and the harmonic amplitude peaks are modulated keeping the non-integer simulation time.

Change the 'Windowing function' from "none" to "Blackman"

Now the FFT should have good noise floor, the "empty" bins are ~ -70dB, the tradeoff is that the harmonic peaks are now +/- 2 bins wide rather than the single point you get with none - but if you use sample time > ~ 4 cycles of your lowest frequency you can still resolve all components

Uses for a manual time range selection are to allow startup transients to die out and get an integral frequency*time relation when the simulation time length and frequency don't match up

Now set FFT data points to 131072 and 'Time Range To Include' to a 1ms start, 9ms stop.

With the Blackman window you get <-270 dB in the empty even harmonic bins - because of the integer sample ratio and the additional spreading of "noise" over more frequency bins with the higher number of FFT points

My transient simulation defaults for FFT analysis are:
Have >> 100K points in the simulation (.tran stop time / min time step)
More than 4x integer periods of lowest frequency source (usually 10

Always include LTspice directive:
.option plotwinsize=0

Use in FFT:
Number of data point samples in time: 131072
Binomial Smoothing - Number of Points: 5
Windowing Function: Blackman

(aus Yahoo LTspice User Group)

[Rumgucker]

Das hat IMHO aber alles wenig/nichts mit der ".four"-Anweisung zu tun, die ich ja bevorzuge, weil man da eben nichts verdaddeln kann (andererseits sieht man auch nur die Dinge, nach denen man gesucht hat).

[voltwide]

Die im errorlog angezeigten Resultate der four-Anweisung schwanken, bei völlig unveränderter Schaltung und Einstellung stark mit dem eingestellten maximalen timestep.

Und zwar in einer überhaupt nicht nachvollziehbaren Weise

Die THD-Messungen in LTSpice kann man in der Tonne rauchen

[Rumgucker]

Zitat:Original geschrieben von voltwide
Die THD-Messungen in LTSpice kann man in der Tonne rauchen

Das versuch ich Dir schon seit Tagen zu verklickern. Das ist alles zu diffus.

Mehr glaubwürdig sind die unterschiedlichen MOSFET-Ströme. Damit hab ich heute mal rumsimuliert. Querströme hängen enorm von den jeweiligen MOSFET-Typen ab.

Allerdings gilt nicht "mehr Querstrom = mehr Klirren".

[woody]

Zitat:Original geschrieben von Rumgucker

Allerdings gilt nicht "mehr Querstrom = mehr Klirren".

Irgendwann hast du eben AB eingestellt

[voltwide]

Die Simulationsströme hatte ich auch mal betrachtet. Sie sind in der 2-Spulen-Anordnung in der Tat deutlich kleiner, insbesondere werden auch deutlich kleinere Verlustleistungen an den MOSFETs gemessen im Vergleich zur 1 Spulen-Version.

soweit so gut - schade ist nur dass man dafür getrennte loside drain - hiside source Anschlüsse braucht, d.h. all diese integrierten class-d-amps kann man damit garnicht betreiben.

[voltwide]

Zitat:Original geschrieben von woody

Zitat:Original geschrieben von Rumgucker

Allerdings gilt nicht "mehr Querstrom = mehr Klirren".

Irgendwann hast du eben AB eingestellt

nach derzeitigem Kenntnisstand ist überhaupt nicht klar, ob und welche Unterschiede im Verzerrungsmaß bestehen.