Operational Transconductance Amplifier

Поведенческое представление операционного усилителя активной межэлектродной проводимости

расширьте все на странице
  • Библиотека:

  • Simscape / Электрический / Интегральные схемы

  • Operational Transconductance Amplifier block

Описание

Блок Operational Transconductance Amplifier обеспечивает поведенческое представление операционного усилителя активной межэлектродной проводимости. Усилитель активной межэлектродной проводимости преобразует входное напряжение в текущий выход. Приложения включают генераторы переменной частоты, переменные усилители усиления и управляемые текущим образом фильтры. Эти приложения используют то, что усиление активной межэлектродной проводимости является функцией текущего течения в управление текущий контакт.

Чтобы поддержать более быструю симуляцию, поведенческое представление не моделирует подробную транзисторную реализацию. Поэтому модель только допустима при работе в линейной области, то есть, где входное сопротивление устройства, выходное сопротивление и активная межэлектродная проводимость получают, все зависят линейно от текущего управления, и независимы от амплитуды входного сигнала. Движущие силы аппроксимированы задержкой первого порядка, на основе значения, вы задаете для параметров блоков Bandwidth.

Текущее управление

Управление текущий контакт C обеспечен при напряжении, которое вы задаете для Minimum output voltage. На практике Minimum output voltage равняется отрицательному напряжению питания плюс транзисторное падение напряжения эмиттера коллектора. Например, если Minimum output voltage для напряжения питания +-15V-14.5, то достигнуть управления, текущего из 500μA, резистор, соединенный между +15V направляющей и управлением, текущий контакт должен иметь значение (15 - (-14.5)) / 500e-6 = 59 кОм.

Активная межэлектродная проводимость

Отношение между входным напряжением, v, и текущей активной межэлектродной проводимостью, i gm:

v=v+−v−igm=gm⋅vgm=gm0⋅icic0

где:

  • v + является напряжением, представленным в блоке + контакт.

  • v напряжение, представленное в блоке - контакт.

  • g m является активной межэлектродной проводимостью.

  • i c является управлением текущее течение в управление текущий контакт C.

  • i c0 является ссылочным текущим управлением, то есть, управление, текущее, в котором активная межэлектродная проводимость заключается в кавычки в таблице данных.

  • g m0 является активной межэлектродной проводимостью, измеренной при ссылочном управлении текущий i c0.

Поэтому увеличивая управление текущие увеличения активная межэлектродная проводимость.

Выведите сопротивление и определение текущего Выхода

Выходное сопротивление, R, задано:

igm+io=voRoutRout=Rout0⋅ic0ic

где:

  • i gm является текущей активной межэлектродной проводимостью.

  • i o является выход, текущий, заданный как положительный при течении в усилитель активной межэлектродной проводимости выходного контакта.

  • i c является управлением текущее течение в управление текущий контакт C.

  • i c0 является ссылочным текущим управлением, то есть, управление, текущее, в котором выходное сопротивление заключается в кавычки в таблице данных.

  • R out0 является выходным сопротивлением, измеренным при ссылочном управлении текущий i c0.

Поэтому увеличение текущего управления уменьшает выходное сопротивление.

Введите сопротивление

Отношение между входным напряжением, v, через + и - контакты и текущее течение, i:

vi=RinRin=Rin0⋅ic0ic

где:

  • i c является управлением текущее течение в управление текущий контакт C.

  • R в является входным сопротивлением для текущего текущего значения управления, i c.

  • i c0 является ссылочным текущим управлением, то есть, управление, текущее, в котором входное сопротивление заключается в кавычки в таблице данных.

  • R in0 является входным сопротивлением, измеренным при ссылочном управлении текущий i c0.

Поэтому увеличение текущего управления уменьшает входное сопротивление.

Пределы

Из-за физической конструкции операционного усилителя активной межэлектродной проводимости на основе текущих зеркал активная межэлектродная проводимость текущий i gm не может превысить текущее управление. Следовательно значение i gm ограничивается:

– i c ≤ i gm ≤ i c(1)

Выходное напряжение также ограничивается напряжением питания:

Min V ≤ v o ≤ V макс.(2)

где min V является Minimum output voltage, и V макс. является Maximum output voltage. Ограничение выходного напряжения реализовано путем добавления низкого сопротивления выходу, когда предел напряжения превышен. Значение этого сопротивления установлено параметром Additional output resistance at voltage swing limits.

Текущая активная межэлектродная проводимость является также ограниченной скоростью нарастания, значение для скорости нарастания, ограничивающей обычно даваемый в таблицах данных:

−μ≤digmdt≤μ

где μ является Maximum current slew rate.

Порты

Сохранение

развернуть все

Электрический порт сохранения сопоставлен с входом неинвертирования операционного усилителя.

Электрический порт сохранения сопоставлен с входом инвертирования операционного усилителя.

Электрический порт сохранения, сопоставленный с текущим управлением операционного усилителя.

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

Параметры

развернуть все

Номинальные измерения

Активная межэлектродная проводимость, g m, когда текущее управление равно Reference control current. Это - отношение текущей активной межэлектродной проводимости, i gm, к разности потенциалов, v, через + и - контакты.

Входное сопротивление, R в, когда текущее управление равно Reference control current. Входное сопротивление является отношением разности потенциалов, v, через + и - контакты к текущему течению из + к - контакт.

Выходное сопротивление, R, когда текущее управление равно Reference control current. Смотрите выше для определения уравнения выходное сопротивление.

Управление, текущее, в котором заключаются в кавычки Transconductance, Input resistance и Output resistance.

Динамика

Выберите одну из следующих опций:

  • No lag — Не моделируйте динамику отношения между выходным током и входным напряжением. Это значение по умолчанию.

  • Finite bandwidth with slew rate limiting — Смоделируйте динамику отношения между текущим выходом и входным напряжением с помощью задержки первого порядка. Если вы выбираете эту опцию, Bandwidth, Maximum current slew rate, и параметры Initial current появляются на вкладке Dynamics.

Полоса пропускания задержки первого порядка раньше моделировала динамику отношения между выходным током и входным напряжением.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда параметр Dynamics устанавливается на Finite bandwidth with slew rate limiting.

Максимальная скорость изменения активной межэлектродной проводимости, текущей, когда нет никакой обратной связи вокруг устройства. Обратите внимание на то, что таблицы данных иногда заключают скорость нарастания в кавычки как максимальную скорость изменения напряжения. В этом случае значение зависит от конкретной схемы тестирования. Чтобы получить точное значение для Maximum current slew rate, воспроизведите схему тестирования в модели Simscape™ Electrical™ и настройте значение параметров, чтобы совпадать со значением таблицы данных. Если схема тестирования является разомкнутым контуром, и нагрузочное сопротивление заключается в кавычки, можно получить приближенное значение для Maximum current slew rate путем деления скорости нарастания напряжения на нагрузочное сопротивление.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда параметр Dynamics устанавливается на Finite bandwidth with slew rate limiting.

Начальная текущая активная межэлектродная проводимость (примечание, не начальная буква вывела текущий). Это - активная межэлектродная проводимость текущее снижение и к внутреннему выходному сопротивлению, R, и к выходному контакту.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда параметр Dynamics устанавливается на Finite bandwidth with slew rate limiting.

Пределы

Выходное напряжение ограничивается, чтобы быть больше значения этого параметра.

Выходное напряжение ограничивается, чтобы быть меньше значения этого параметра.

Чтобы ограничить колебание выходного напряжения, дополнительное выходное сопротивление применяется между выходом и направляющей степени, когда выходное напряжение превышает предел. Значение этого сопротивления должно быть низким по сравнению с выходным сопротивлением и нагрузочным сопротивлением схемы.

Управление, текущее измеренный при управлении текущий контакт C ограничивается, чтобы быть больше значения этого параметра. Это предотвращает потенциальное деление на нуль при вычислении значений сопротивления ввода и вывода на основе значения текущего управления.

Примеры модели

Low-Pass Filter Using Operational Transconductance Amplifiers

Фильтр lowpass Используя операционные усилители активной межэлектродной проводимости

Смоделируйте активный фильтр lowpass второго порядка. Фильтр характеризуется передаточной функцией H (s) = 1 / ((s/w1) ^2 + (1/Q) * (s/w1) + 1), где w1 = 2*pi*f1, f1 является частотой среза, и Q является добротностью. Дважды кликните на съемочной площадке блок Design Parameters, чтобы установить параметры f1 и Q. Маска блока вызывает функцию, которая устанавливает значения параметров в рабочем пространстве модели.

Расширенные возможности

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

Смотрите также

| |

Представленный в R2011b

Документация Simscape Electrical

Поддержка

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте