Операционный усилитель конечного усиления

Ограниченная усилением модель операционного усилителя с дополнительным шумом

Библиотека:
Simscape / Электрический / Интегральные схемы

Описание

Блок Finite-Gain Op-Amp моделирует ограниченный усилением операционный усилитель. Если напряжениями в положительных и отрицательных портах является V _p и V _m, соответственно, выходное напряжение:

$V_{o u t} = A (V_{p} - V_{m}) - I_{o u t} * R_{o u t}$

где:

A является усилением.
R является выходным сопротивлением.
I является текущий вывод.

Текущий вход:

$\frac{V_{p} - V_{m}}{R_{i n}}$

где R _в является входным сопротивлением.

Выходное напряжение ограничивается минимальными и максимальными выходными значениями, которые вы задаете в диалоговом окне блока.

Тепловые помехи

Блок Finite-Gain Op-Amp может сгенерировать тепловые помехи. Если вы устанавливаете параметр Noise mode на Enabled, то эквивалентная схема для блока включает шумовой текущий источник, присоединенный к каждым из входных параметров и шумовому источнику напряжения, присоединенному к входу неинвертирования. Эти три источника шума являются независимыми и некоррелироваными.

Блок генерирует шумовое напряжение и текущий согласно:

$v_{n o i s e} = \frac{v_{d e n s i t y}}{\sqrt{2 h}} N (0, 1)$

$i_{n o i s e} = \frac{i_{d e n s i t y}}{\sqrt{2 h}} N (0, 1)$

где:

_Шум v является шумовым напряжением.
_{Плотность} v является односторонней, спектральной амплитудной плотностью шума напряжения.
_Шум i является шумовым током во входе.
_{Плотность} i является односторонней, спектральной амплитудной плотностью токового шума, применился к тому входу.
h является временем выборки.
N является Гауссовым случайным числом с нулевым средним и стандартным отклонением одного.

Блок генерирует Гауссов шум при помощи источника PS Случайных чисел в библиотеке Simscape™ Foundation. Можно управлять seed случайных чисел путем установки параметра Repeatability:

Not repeatable — Каждый раз, когда вы моделируете свою модель, блок сбрасывает случайный seed с помощью генератора случайных чисел MATLAB^®:
```
seed = randi(2^32-1);
```
Repeatable — Блок автоматически генерирует значение seed и хранит его в блоке, чтобы всегда запустить симуляцию с того же случайного числа. Это автоматически сгенерированное значение seed установлено, когда вы добавляете блок Finite-Gain Op-Amp от библиотеки блоков до модели. Когда вы делаете новую копию блока Finite-Gain Op-Amp от существующего в модели, новое значение seed сгенерировано. Блок устанавливает значение с помощью команды генератора случайных чисел MATLAB, показанной выше.
Specify seed — Если вы выбираете эту опцию, дополнительные параметры позволяют вам непосредственно указать, что значения seed случайных чисел для входного напряжения, не инвертируя вводят текущий, и инвертирование ввело текущий.

Порты

Сохранение

развернуть все

`+` — Положительное электрическое напряжение
электрический

Электрический порт сохранения сопоставлен с входом неинвертирования операционного усилителя.

`-` — Отрицательное электрическое напряжение
электрический

Электрический порт сохранения сопоставлен с входом инвертирования операционного усилителя.

`out` — Выходное напряжение
электрический

Электрический порт сохранения сопоставлен с выводом операционного усилителя. Имя порта скрыто на значке блока, но вы видите его в журналах данных моделирования.

Параметры

развернуть все

Основной

`Gain, A` — Коэффициент усиления разомкнутого контура
1000 (значение по умолчанию)

Коэффициент усиления разомкнутого контура операционного усилителя.

`Input resistance, Rin` — Сопротивление в блоке вводится
1e6 Ом (значение по умолчанию)

Сопротивление во входе операционного усилителя, что использование блока, чтобы вычислить текущий вход.

`Output resistance, Rout` — Сопротивление в блоке выводится
100 Ом (значение по умолчанию)

Сопротивление при выводе операционного усилителя, что использование блока, чтобы вычислить понижение выходного напряжения, должного выводить текущий.

`Minimum output, Vmin` — Нижний предел выходного напряжения
- 15 В (значение по умолчанию)

Нижний предел на выходном напряжении операционного усилителя.

`Maximum output, Vmax` — Верхний предел выходного напряжения
15 В (значение по умолчанию)

Верхний предел выходного напряжения операционного усилителя.

Шум

`Noise mode` — Выберите, генерирует ли операционный усилитель тепловые помехи
`Disabled` (значение по умолчанию) | `Enabled`

Выберите, смоделировать ли эффекты тепловых помех:

Disabled — Операционный усилитель не генерирует тепловые помехи.
Enabled — Операционный усилитель генерирует напряжение тепловых помех и текущий, и связанные параметры становятся видимыми в разделе Noise.

`Input noise voltage density` — Плотность шума напряжения
30e-9 V/Hz^0.5 (значение по умолчанию)

Односторонняя, спектральная амплитудная плотность шума напряжения применилась к входу неинвертирования.

Зависимости

Enabled, когда параметр Noise mode устанавливается на Enabled.

`Noise current parameterization` — Выберите, отличается ли шумовая плотность тока или то же самое для обоих входных параметров
`Apply same density function to both inputs` (значение по умолчанию) | `Apply different density function to each input`

Выберите, отличаются ли значения плотности тока, примененные к входным параметрам блока, или то же самое.

Зависимости

Enabled, когда параметр Noise mode устанавливается на Enabled.

`Input noise current density` — Токовый шум в обоих входных параметрах
0.5e-12 A/Hz^0.5 (значение по умолчанию)

Односторонняя, спектральная амплитудная плотность токового шума, к которому применяются оба входных параметров. Обратите внимание на то, что даже при том, что функция плотности является тем же самым для обоих входных параметров, фактический шумовой ток также зависит от seed случайных чисел. Если seed, используемые для генерации случайных чисел, отличаются, то фактические шумовые токи во входных параметрах также отличаются.

Зависимости

Enabled, когда параметр Noise current parameterization устанавливается на Apply same density function to both inputs.

`Noninverting input noise current density` — Токовый шум при неинвертировании входа
0.5e-12 A/Hz^0.5 (значение по умолчанию)

Односторонняя, спектральная амплитудная плотность токового шума, к которому применяются, не инвертируя вход.

Зависимости

Enabled, когда параметр Noise current parameterization устанавливается на Apply different density function to each input.

`Inverting input noise current density` — Токовый шум при инвертировании входа
0.5e-12 A/Hz^0.5 (значение по умолчанию)

Односторонняя, спектральная амплитудная плотность токового шума, к которому применяются, инвертируя вход.

Зависимости

Enabled, когда параметр Noise current parameterization устанавливается на Apply different density function to each input.

`'SampleTime'` Уровень, на котором выбирается источник шума
1e-3 s (значение по умолчанию)

Задает уровень, на котором выбирается источник шума. Выберите его, чтобы отразить частоты интереса к вашей модели. Создание слишком маленького шага расчета излишне замедлит вашу симуляцию.

Зависимости

Enabled, когда параметр Noise mode устанавливается на Enabled.

`Repeatability` — Выберите шумовую опцию управления
`Not repeatable` (значение по умолчанию) | `Repeatable` | `Specify seed`

Выберите шумовую опцию управления:

Not repeatable — Случайная последовательность, используемая для шумовой генерации, не повторяема.
Repeatable — Случайная последовательность, используемая для шумовой генерации, повторяема со сгенерированным системой seed.
Specify seed — Случайная последовательность, используемая для шумовой генерации, повторяема, и вы управляете seed при помощи параметров seed. Вы задаете значения seed отдельно для входного напряжения шума, не инвертируя входной текущий шум, и инвертируя входной текущий шум.

Зависимости

Enabled, когда параметр Noise mode устанавливается на Enabled.

`Input noise voltage auto-generated seed used for repeatable option` — Автоматически сгенерированный seed случайных чисел для шума напряжения
случайное вещественное число

Seed случайных чисел, сохраненный в блоке, чтобы сделать случайную последовательность повторяемой. Значение параметров автоматически сгенерировано с помощью команды генератора случайных чисел MATLAB. Можно изменить это значение параметров, но оно перезаписывается новым случайным значением, если вы копируете блок в другой блок в модели. Поэтому, если вы хотите управлять seed случайной последовательности, используйте опцию Specify seed для параметра Repeatability и задайте желаемое значение seed с помощью параметра Input noise voltage seed.

Зависимости

Enabled, когда параметр Repeatability устанавливается на Repeatable.

`Noninverting input noise current auto-generated seed used for repeatable option` — Автоматически сгенерированный seed случайных чисел для токового шума при неинвертировании входа
случайное вещественное число

Зависимости

Enabled, когда параметр Repeatability устанавливается на Repeatable.

`Inverting input noise current auto-generated seed used for repeatable option` — Автоматически сгенерированный seed случайных чисел для токового шума при инвертировании входа
случайное вещественное число

Зависимости

Enabled, когда параметр Repeatability устанавливается на Repeatable.

`Input noise voltage seed` — Seed случайных чисел для шума напряжения
0 (значение по умолчанию)

Seed используется шумовым генератором случайных чисел.

Зависимости

Enabled, когда параметр Repeatability устанавливается на Specify seed.

`Noninverting input noise current seed` — Seed случайных чисел для токового шума при неинвертировании входа
0 (значение по умолчанию)

Seed используется шумовым генератором случайных чисел.

Зависимости

Enabled, когда параметр Repeatability устанавливается на Specify seed.

`Inverting input noise current seed` — Seed случайных чисел для токового шума при инвертировании входа
0 (значение по умолчанию)

Seed используется шумовым генератором случайных чисел.

Зависимости

Enabled, когда параметр Repeatability устанавливается на Specify seed.

Образцовые примеры

Digital Potentiometer Parameterized from Datasheet

Цифровой потенциометр, параметризованный от таблицы данных

Как смоделировать цифровой потенциометр тот, который используется, чтобы управлять усилителями звука от цифровой схемы или управляемой микропроцессором системы. Модель также показывает, как можно создать собственные блоки в порядке расширить библиотеку Simscape™ Electrical™.

Открытая модель

Документация

Операционный усилитель конечного усиления

Описание

Тепловые помехи

Порты

Сохранение

+ — Положительное электрическое напряжение электрический

- — Отрицательное электрическое напряжение электрический

out — Выходное напряжение электрический

Параметры

Основной

Gain, A — Коэффициент усиления разомкнутого контура 1000 (значение по умолчанию)

Input resistance, Rin — Сопротивление в блоке вводится 1e6 Ом (значение по умолчанию)

Output resistance, Rout — Сопротивление в блоке выводится 100 Ом (значение по умолчанию)

Minimum output, Vmin — Нижний предел выходного напряжения - 15 В (значение по умолчанию)

Maximum output, Vmax — Верхний предел выходного напряжения 15 В (значение по умолчанию)

Шум

Noise mode — Выберите, генерирует ли операционный усилитель тепловые помехи Disabled (значение по умолчанию) | Enabled

Input noise voltage density — Плотность шума напряжения 30e-9 V/Hz^0.5 (значение по умолчанию)

Зависимости

Зависимости

Input noise current density — Токовый шум в обоих входных параметрах 0.5e-12 A/Hz^0.5 (значение по умолчанию)

Зависимости

Noninverting input noise current density — Токовый шум при неинвертировании входа 0.5e-12 A/Hz^0.5 (значение по умолчанию)

Зависимости

Inverting input noise current density — Токовый шум при инвертировании входа 0.5e-12 A/Hz^0.5 (значение по умолчанию)

Зависимости

'SampleTime' Уровень, на котором выбирается источник шума 1e-3 s (значение по умолчанию)

Зависимости

Repeatability — Выберите шумовую опцию управления Not repeatable (значение по умолчанию) | Repeatable | Specify seed

Зависимости

Input noise voltage auto-generated seed used for repeatable option — Автоматически сгенерированный seed случайных чисел для шума напряжения случайное вещественное число

Зависимости

Зависимости

Зависимости

Input noise voltage seed — Seed случайных чисел для шума напряжения 0 (значение по умолчанию)

Зависимости

Noninverting input noise current seed — Seed случайных чисел для токового шума при неинвертировании входа 0 (значение по умолчанию)

Зависимости

Inverting input noise current seed — Seed случайных чисел для токового шума при инвертировании входа 0 (значение по умолчанию)

Зависимости

Образцовые примеры

Цифровой потенциометр, параметризованный от таблицы данных

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++ Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Смотрите также

Представленный в R2008b

Документация Simscape Electrical

Поддержка

`+` — Положительное электрическое напряжение
электрический

`-` — Отрицательное электрическое напряжение
электрический

`out` — Выходное напряжение
электрический

`Gain, A` — Коэффициент усиления разомкнутого контура
1000 (значение по умолчанию)

`Input resistance, Rin` — Сопротивление в блоке вводится
1e6 Ом (значение по умолчанию)

`Output resistance, Rout` — Сопротивление в блоке выводится
100 Ом (значение по умолчанию)

`Minimum output, Vmin` — Нижний предел выходного напряжения
- 15 В (значение по умолчанию)

`Maximum output, Vmax` — Верхний предел выходного напряжения
15 В (значение по умолчанию)

`Noise mode` — Выберите, генерирует ли операционный усилитель тепловые помехи
`Disabled` (значение по умолчанию) | `Enabled`

`Input noise voltage density` — Плотность шума напряжения
30e-9 V/Hz^0.5 (значение по умолчанию)

`Input noise current density` — Токовый шум в обоих входных параметрах
0.5e-12 A/Hz^0.5 (значение по умолчанию)

`Noninverting input noise current density` — Токовый шум при неинвертировании входа
0.5e-12 A/Hz^0.5 (значение по умолчанию)

`Inverting input noise current density` — Токовый шум при инвертировании входа
0.5e-12 A/Hz^0.5 (значение по умолчанию)

`'SampleTime'` Уровень, на котором выбирается источник шума
1e-3 s (значение по умолчанию)

`Repeatability` — Выберите шумовую опцию управления
`Not repeatable` (значение по умолчанию) | `Repeatable` | `Specify seed`

`Input noise voltage auto-generated seed used for repeatable option` — Автоматически сгенерированный seed случайных чисел для шума напряжения
случайное вещественное число

`Input noise voltage seed` — Seed случайных чисел для шума напряжения
0 (значение по умолчанию)

`Noninverting input noise current seed` — Seed случайных чисел для токового шума при неинвертировании входа
0 (значение по умолчанию)

`Inverting input noise current seed` — Seed случайных чисел для токового шума при инвертировании входа
0 (значение по умолчанию)

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.