Volgens onderstaande kunnen we van andere circuit simulatoren dan Falstad wel een grotere nauwkeurigheid maar geen hogere snelheid verwachten:
Een synth op basis van magnetische versterkers?
- Thread starter ProgHead
- Start date
- Lid sinds
- 12 oktober 2016
- Berichten
- 6.756
Ja, je kunt in een schakeling de waarden die de simulatie geeft opslaan als .txt bestand.
Maar daar kun je dan waarschijnlijk niet veel mee...? Misschien toch maar het beste om er ruim de tijd voor te nemen. Dan kunnen we in Falstad audiobestandjes opnemen om die dan in Audacity nader te bekijken.
- Lid sinds
- 12 oktober 2016
- Berichten
- 6.756
Voor audio lijkt me dat het vaak handiger is om het gewoon op te slaan als een audiobestand. Voor andere situaties kan die export misschien wel interessant zijn. Stel je wil zelf een grafiekje maken van wat een schakeling doet, je kunt de inhoud van het .txt bestand importeren in bv. Excel of een ander programma en het daarmee maken.
Gemeten:
Primaire zelfinductie L1 = 12 H.
Secundaire zelfinductie L2 = 80 mH.
Primaire ohmse weerstand R1 = 480 [imath] \Omega [/imath].
Secundaire ohmse weerstand R2 = 3,6 [imath] \Omega [/imath].
Primaire verzadigingsstroom : Is1 =
Secundaire verzadigingsstroom: Is2 =
Wikkelverhouding N = 236V/20V = 11,8 .
Hoe die verzadigingsstromen op een eenvoudige manier te meten zijn weet ik nog niet...
Primaire zelfinductie L1 = 12 H.
Secundaire zelfinductie L2 = 80 mH.
Primaire ohmse weerstand R1 = 480 [imath] \Omega [/imath].
Secundaire ohmse weerstand R2 = 3,6 [imath] \Omega [/imath].
Primaire verzadigingsstroom : Is1 =
Secundaire verzadigingsstroom: Is2 =
Wikkelverhouding N = 236V/20V = 11,8 .
Hoe die verzadigingsstromen op een eenvoudige manier te meten zijn weet ik nog niet...
Voor een simpele transformator waarbij de primaire en secundaire windingen om dezelfde kern gewonden zijn zal de verzadiging voor de primaire en de secundaire spoel ook grofweg bij hetzelfde aantal ampere-windingen optreden. Dus:
[imath] \mathrm{Is}_1 \cdot n_1 = \mathrm{Is}_2 \cdot n_2 [/imath]
[imath] \mathrm{Is}_1 = \mathrm{Is}_2 \cdot \frac{n_2}{n_1} [/imath]
[imath] \mathrm{Is}_1 = \mathrm{Is}_2 \cdot \left ( \frac{n_1}{n_2} \right )^{-1}[/imath]
[imath] \mathrm{Is}_1 = \mathrm{Is}_2 \cdot \mathrm{N}^{-1}[/imath]
[imath] \mathrm{Is}_1 = \frac{\mathrm{Is}_2}{\mathrm{N}}[/imath]
En dat scheelt weer want dan hoeven we de primaire spoel niet met hoge spanningen te belasten om de primaire verzadigingsstroom Is1 te vinden. Als we Is2 en N weten kunnen we Is1 immers uitrekenen.
[imath] \mathrm{Is}_1 \cdot n_1 = \mathrm{Is}_2 \cdot n_2 [/imath]
[imath] \mathrm{Is}_1 = \mathrm{Is}_2 \cdot \frac{n_2}{n_1} [/imath]
[imath] \mathrm{Is}_1 = \mathrm{Is}_2 \cdot \left ( \frac{n_1}{n_2} \right )^{-1}[/imath]
[imath] \mathrm{Is}_1 = \mathrm{Is}_2 \cdot \mathrm{N}^{-1}[/imath]
[imath] \mathrm{Is}_1 = \frac{\mathrm{Is}_2}{\mathrm{N}}[/imath]
En dat scheelt weer want dan hoeven we de primaire spoel niet met hoge spanningen te belasten om de primaire verzadigingsstroom Is1 te vinden. Als we Is2 en N weten kunnen we Is1 immers uitrekenen.
De secundaire gelijkstroom waarbij de zelfinductie van de primaire spoel begint met dalen ligt op ongeveer 6 mA en bij een secundaire gelijkstroom van circa 18 mA was de primaire zelfinductie tot de helft van de waarde van de primaire zelfinductie bij secundair onbelaste toestand afgenomen. Maar het was lastig te meten. Het is me ook onduidelijk hoe de verzadigingsstroom precies gedefinieerd is. Ik zal 6 mA nemen. Dus krijgen we dan:
[imath] \mathrm{Is}_2 = 6 \, \mathrm{mA} [/imath]
En vervolgens ook:
[imath] \mathrm{Is}_1 = \frac{6 \, \mathrm{mA}}{11,8} = 508 \, \mu \mathrm{A} [/imath]
[imath] \mathrm{Is}_2 = 6 \, \mathrm{mA} [/imath]
En vervolgens ook:
[imath] \mathrm{Is}_1 = \frac{6 \, \mathrm{mA}}{11,8} = 508 \, \mu \mathrm{A} [/imath]
jserle
JS Jacques Serle
Om versterking te hebben met een trafo moet het draad van de spoel waar gelijkstroom doorloopt, (of langzaam van polariteit wisselende wisselstroom) dun zijn (of dunner dan die andere draden) anders kan deze niet zoveel X maal versterken. Die langzaam wisselende stroom is vergelijkbaar met : `Met wat de basis is voor een transistor`.
Als er te veel ampères gaan lopen door die niet meer zo dunne regeldraad neemt het wattage ook toe.
De versterking is dan ook niet meer de moeite.
.
Plaatje éen : de middelste spoel regelt het.
Die brengt het ijzer in verzadiging zodat de trafo niet mee kan wisselen met overbrenging.
Plaatje twee : de middelste spoel gebruikt maar 400Watt.
En regelt daarmee 11000Watt.
Als er te veel ampères gaan lopen door die niet meer zo dunne regeldraad neemt het wattage ook toe.
De versterking is dan ook niet meer de moeite.
.
Plaatje éen : de middelste spoel regelt het.
Die brengt het ijzer in verzadiging zodat de trafo niet mee kan wisselen met overbrenging.
Plaatje twee : de middelste spoel gebruikt maar 400Watt.
En regelt daarmee 11000Watt.
Laatst gewijzigd:
Dank voor de correctie, heb het nog even nagekeken en ik moet dus inderdaad schrijven trafo (met een "f" in plaats van met een "v"). Maar verder gebruik ik in mijn simulatie een simpele transformator met slechts twee spoelen waarbij dan inderdaad de spoel met de meeste (dunne) windingen voor het stuursignaal wordt gebruikt. De "stuurspoel" moet immers met gemak het magnetische veld van de "lastspoel" kunnen overstemmen.
Voor mijn als voorbeeld gekozen transformator geldt dat de twee spoelen om dezelfde kern gewikkeld zijn en er qua vorm ook hetzelfde uitzien. Alleen de draaddikte en het aantal windingen verschillen. Daarom verwacht ik dat de zelfinducties zich (ongeveer) zullen verhouden als het kwadraat van hun aantal wikkelingen. Zie ook: Inductor - Wikipedia
Controle:
[imath] \frac{\mathrm{L}_1}{\mathrm{L}_2} = \frac{12}{0,08} = 150 [/imath]
[imath] \frac{(n_1)^2}{(n_2)^2} = \left ( \frac{n_1}{n_2} \right )^2 = \left ( \mathrm{N} \right )^2 = (11,8)^2 = 139,24 [/imath]
Dat komt aardig in de buurt!
Controle:
[imath] \frac{\mathrm{L}_1}{\mathrm{L}_2} = \frac{12}{0,08} = 150 [/imath]
[imath] \frac{(n_1)^2}{(n_2)^2} = \left ( \frac{n_1}{n_2} \right )^2 = \left ( \mathrm{N} \right )^2 = (11,8)^2 = 139,24 [/imath]
Dat komt aardig in de buurt!
- Lid sinds
- 12 oktober 2016
- Berichten
- 6.756
Ja, zag het ook wel, maar het is niet zo heel belangrijk. Het is hier geen forumvoorneerlandici.nl.
De gesimuleerde saturable reactor mag niet al te onrealistisch zijn, en daarom heb ik een bestaande transformator als voorbeeld gekozen. Maar we hoeven ook weer niet heel precies aan de gemeten waarden vast te houden. Voor het rekengemak nemen we nu daarom wat handiger afgeronde waarden:
Primaire zelfinductie L1 = 10 H.
Secundaire zelfinductie L2 = 0,1 H.
Primaire ohmse weerstand R1 = 500 [imath] \Omega [/imath].
Secundaire ohmse weerstand R2 = 5 [imath] \Omega [/imath].
Primaire verzadigingsstroom : Is1 = 0,5 mA.
Secundaire verzadigingsstroom: Is2 = 5 mA.
Wikkelverhouding N = 10.
Waarbij ook hier weer geldt:
[imath] \mathrm{Is}_1 = \frac{\mathrm{Is}_2}{\mathrm{N}} [/imath]
[imath] \frac{\mathrm{L}_1}{\mathrm{L}_2} = \mathrm{N}^2 [/imath]
Primaire zelfinductie L1 = 10 H.
Secundaire zelfinductie L2 = 0,1 H.
Primaire ohmse weerstand R1 = 500 [imath] \Omega [/imath].
Secundaire ohmse weerstand R2 = 5 [imath] \Omega [/imath].
Primaire verzadigingsstroom : Is1 = 0,5 mA.
Secundaire verzadigingsstroom: Is2 = 5 mA.
Wikkelverhouding N = 10.
Waarbij ook hier weer geldt:
[imath] \mathrm{Is}_1 = \frac{\mathrm{Is}_2}{\mathrm{N}} [/imath]
[imath] \frac{\mathrm{L}_1}{\mathrm{L}_2} = \mathrm{N}^2 [/imath]
- Lid sinds
- 12 oktober 2016
- Berichten
- 6.756
Jammer. Nog steeds convergence errors?
Ja. En "Some nodes are unconnected!", terwijl alles keurig verbonden is. Verdere hapert de simulatie soms ook, of zie ik onverklaarbare storingssignalen.
Wat denk ik wel kan is om in Falstad een submodule te maken waarmee je een sinus van zeg 30 kHz met een audio signaal kunt moduleren. Dat is dan een bare-bones simulatie van een magnetische versterker voor audio toepassingen die verder alle karakteristieke eigenaardigheden (zoals verzadiging en hysteresis) van een echte magnetische versterker mist. Een daarmee gebouwde synth wordt dan mogelijk zoiets als een Moog met alle knopjes en schakelaars die je op een echte Moog verwacht maar die niet als een echte Moog klinkt. Of zie ik dat toch te somber in...?
Wat denk ik wel kan is om in Falstad een submodule te maken waarmee je een sinus van zeg 30 kHz met een audio signaal kunt moduleren. Dat is dan een bare-bones simulatie van een magnetische versterker voor audio toepassingen die verder alle karakteristieke eigenaardigheden (zoals verzadiging en hysteresis) van een echte magnetische versterker mist. Een daarmee gebouwde synth wordt dan mogelijk zoiets als een Moog met alle knopjes en schakelaars die je op een echte Moog verwacht maar die niet als een echte Moog klinkt. Of zie ik dat toch te somber in...?
- Lid sinds
- 12 oktober 2016
- Berichten
- 6.756
Het gaat klinken als een Behringer. 
Het maakt nieuwsgierig naar andere simulatoren, als dingen als verzadiging en hysteresis missen, om te zien of die dat wel kunnen simuleren. Aan de andere kant, als een beperkte simulatie wel werkt in Falstad, dan kan het nog steeds nuttig zijn om te bepalen hoe een proefopstelling in het echt er ongeveer uit moet zien, qua parameters. In dat stadium zou ik me nog geen zorgen maken over hoe het allemaal uiteindelijk klinkt, want dat zal sowieso wat experimentele bijsturing van het ontwerp vergen, schat ik zo in.
Het maakt nieuwsgierig naar andere simulatoren, als dingen als verzadiging en hysteresis missen, om te zien of die dat wel kunnen simuleren. Aan de andere kant, als een beperkte simulatie wel werkt in Falstad, dan kan het nog steeds nuttig zijn om te bepalen hoe een proefopstelling in het echt er ongeveer uit moet zien, qua parameters. In dat stadium zou ik me nog geen zorgen maken over hoe het allemaal uiteindelijk klinkt, want dat zal sowieso wat experimentele bijsturing van het ontwerp vergen, schat ik zo in.
Nog wat verbeterd:
De weerstand van [imath] 500 \Omega [/imath] en de spoel van 10H aan de ingang komen overeen met onze eerder vastgestelde waarden. De wisselspanningsbron levert een sinus met een amplitude van 20V (wat overeen komt met de secundaire spanning van onze voorbeeld transformator) en een frequentie van 30kHz wat ruim boven de gehoorgrens voor audio ligt, dus dat is ook in orde.
Maar wat gebeurt er in de VCVS? Het simpelste is om aan te nemen dat de amplitude van de AC output recht evenredig toeneemt met de grootte van de DC input op twee uitzonderingen na:
- Voor kleine ingangsspanningen is er voor een reële saturable reactor nog geen verzadiging van de kern dus heeft de AC output dan nog een constante kleine amplitude.
- Voor grote ingangsspanningen verkeert de kern van een reële saturable reactor in volkomen verzadiging en heeft de AC output dus een (nagenoeg) constante grote amplitude.
Dit is weergegeven in onderstaande grafiek:
Voor een zinnige instelling van de VCVS hebben we nog U1, U2 en A1, A2 nodig...
De weerstand van [imath] 500 \Omega [/imath] en de spoel van 10H aan de ingang komen overeen met onze eerder vastgestelde waarden. De wisselspanningsbron levert een sinus met een amplitude van 20V (wat overeen komt met de secundaire spanning van onze voorbeeld transformator) en een frequentie van 30kHz wat ruim boven de gehoorgrens voor audio ligt, dus dat is ook in orde.
Maar wat gebeurt er in de VCVS? Het simpelste is om aan te nemen dat de amplitude van de AC output recht evenredig toeneemt met de grootte van de DC input op twee uitzonderingen na:
- Voor kleine ingangsspanningen is er voor een reële saturable reactor nog geen verzadiging van de kern dus heeft de AC output dan nog een constante kleine amplitude.
- Voor grote ingangsspanningen verkeert de kern van een reële saturable reactor in volkomen verzadiging en heeft de AC output dus een (nagenoeg) constante grote amplitude.
Dit is weergegeven in onderstaande grafiek:
Voor een zinnige instelling van de VCVS hebben we nog U1, U2 en A1, A2 nodig...
