Modelowanie właściwości mikromocowych wzmacniaczy operacyjnych w obszarze nasycenia

• Autorzy: Stanclik J.

Warianty tytułu

EN

Modelling of micropower operational amplifiers properties in saturation region

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy zaproponowano modyfikację makromodeli wzmacniaczy operacyjnych, która prowadzi do uwzględnienia zależności maksymalnego i minimalnego napięcia wyjściowego układu scalonego od jego prądu wyjściowego i temperatury otoczenia. Dzięki wprowadzonej zmianie uzyskano lepszą zgodność maksymalnych napięć wyjściowych makromodelu i układu scalonego oraz rozszerzenie obszaru warunków pracy (temperatura, rezystancja obciążenia, napięcie wejściowe), w którym ta zwiększona zgodność jest zachowana, co jest bardzo istotne w przypadku mikromocowych wzmacniaczy operacyjnych, szczególnie tzw wzmacniaczy „rail-to-rail”, zasilanych małymi napięciami. Modyfikacja polega na dodaniu do pierwotnego makromodelu dwóch nieliniowych źródeł napięciowych, sterowanych prądem wyjściowym i prądem proporcjonalnym do temperatury. Przedstawiono sposób wyznaczania współczynników wielomianów, opisujących dodatkowe źródła, oparty o metodę najmniejszych kwadratów. Podstawą do wyznaczania tych współczynników są typowe dane katalogowe układu scalonego. Podano przykłady modyfikacji makromodeli: mikromocowego wzmacniacza operacyjnego TLV2211 i wzmacniacza OPA130, przeznaczonych do stosowania w programie Pspice. Uzyskano zmniejszenie błędów modelowania zależności maksymalnego i minimalnego napięcia wyjściowego od prądu wyjściowego i temperatury otoczenia o około rząd wielkości w stosunku do błędów pierwotnych makromodeli, dostarczonych przez ich wytwórców.

EN

The paper proposes specific modification to macromodels of operational amplifiers causing that these models reflect additionally how IC's maximum and minimum output voltages depend on its output current and on ambient temperature. This modification caused better consistency between maximum output voltages of the macromodel and those of the IC; extended was also the area of operating conditions (temperature, load resistance, input voltage) where such improved consistency is maintained. This is of special importance in case of micropower operational amplifiers, especially for so called rail-to-rail amplifiers operated bat very low supply voltages. The modification consist in supplementing the primary macromodel with two non-linear voltage sources controlled by output current and by a current proportional to temperature. The least squares method is presented to determine the coefficients of polynomials representing the additional sources. Typical IC's data-sheet information is used to find out these coefficients. Exemplary modifications are shown for macromodels of TLV2211 micropower operational amplifier, and OPA130 amplifier, applicable for use in Pspice Programme. The relation of maximum and/or minimum output voltage versus output current and ambient temperature is now modelled with accuracy several times better than that attainable for primary macromodel.

Słowa kluczowe

PL

makromodel; wzmacniacz operacyjny; PSpice Programme

EN

macromodel; operational amplifier; PSpice programme

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe PWN SA
• Czasopismo: Kwartalnik Elektroniki i Telekomunikacji
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 52, z. 3
• Strony: 361--372
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz.

Twórcy

autor

Stanclik J.

• Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki, Politechnika Wrocławska, 50-370 Wrocław, Polska,

Bibliografia

• 1. BURR-BROWN 1C Data Book - Linear Products 1996. Burr-Brown Corporation, 1996/1997, pp. 2.53-2.59.
• 2. MicroSim PSpice A/D. Ver.6.3. Reference Manual. MicroSim Corporation, April 1996.
• 3. J. Stanclik: Modelowanie napięcia nasycenia wzmacniaczy operacyjnych. Materiały VIII KK KOWBAN'2001, Wrocław - Świeradów Zdrój, 25-27.10.2001, ss. 163-168.
• 4. J. Stanclik: Zwiększenie dokładności makromodelu scalonych wzmacniaczy mocy małej częstotliwości. Kwartalnik Elektroniki i Telekomunikacji, 2001, T. 47, z. 4, ss. 463-476.
• 5. J. Stanclik: Modelowanie zależności maksymalnego napięcia wyjściowego wzmacniaczy operacyjnych od prądu wyjściowego. Kwartalnik Elektroniki i Telekomunikacji, 2004, T. 50, z. 3, ss. 411-427.
• 6. Texas Instruments, Designer's Guide and Databook, Mixed-Signal & Analog, Sept. 1996, (CD-ROM).