Teil 1/5 - Kapitel 1
Von der Realität zur Simulation

Anhand einfacher Beispiele erlenen Sie den Umgang mit den Simulations-Werkzeugen.

Was Sie im Kapitel 1 lernen:

• Den Unterschied zwischen Bauplan und Struktur
• Die Analogien zwischen Mechanik, Elektrik, Pneumatik/Hydraulik, Photometrie und Wärme/Kälte
• Den Umgang mit SimApp, einem einfach zu erlernenden und sehr leistungsfähigen Simulations-Programm
• Darstellung von System-Funktionen im Zeitbereich und im Frequenz-Bereich
• Formeln berechnen durch Simulation
• Mittelwerte  und Effektivwerte
• Vorhalt und Verzögerung, Tiefpass und Hochpass und ihre Zeitkonstante
• Simulation von Diode und Gleichrichter-Schaltungen
• Berechnung von Welligkeit und Glättung

Warum Sie Kapitel 1 lesen sollten:

1. Sie erkennen die Vorteile der Struktur gegenüber mathematischen Funktionsbeschreibungen durch Gleichungen.
2. Sie werden durch Simulation zum Rechenmeister.
3. Sie erkennen die Anschaulichkeit und Flexibilität der Simulation. Das fördert Ihr Verständnis technischer Zusammenhänge wie die Praxis selbst, nur schneller.

Beispiel Mittelwertbildung (=Verzögerung, Glättung)

Kurzbeschreibung

Eine Eingangs-Spannung u.e soll durch ein RC-Glied geglättet (=gemittelt) werden.

Funktion: Der Widerstand R erzeugt aus der Differenz von Eingangs- und Ausgangs-Spannungen (u.e-u.a) den Eingangsstrom i.e,der vom Kondensator C zur Ladung q aufsummiert (=integriert) wird. Die Ausgangs-Spannung u.a=q/C ist proportional zu q.

Als Test wird ein gegen die Null-Linie verschobenes Rechteck gewählt. Gesucht wird der zeitliche Verlauf der Kondensator-Spannung u.a.

Struktur (=Signalflussplan)

Ein proportional gegengekoppelter Integrator erzeugt eine Verzögerung.

Diagramm

Die Mittelung einer verschobenen Rechteck-Schwingung.
Die Rest-Welligkeit wird umso kleiner, je höher die Frequenz ist.