Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Modelling the changes of saturation voltages in high-power operational amplifiers

Stanclik J.

Electronics and Telecommunications Quarterly

|

2007

|

Vol. 53, No 3

291-298

EN

A modification of the macromodel of operational amplifiers is proposed to icorporate a relationship between saturation voltages and output current. Such modification improves the macromodel accuracy over a wide range of load, power supply voltage and input signal amplitude variations. The modification consists in changing the EMF values of two autonomous sources in the initial macromodel and adding a resistor or a non-linear controlled source, its parameters having been derived from the relevant data sheets by applying the least squares method. A sample modification is shown for a macromodel of the OPA512 high-power operational amplifier, applicable in the PSpice program. Accuracy and applicability of the modified macromodel have been evaluated.

2

Modelowanie właściwości mikromocowych wzmacniaczy operacyjnych w obszarze nasycenia

Stanclik J.

Kwartalnik Elektroniki i Telekomunikacji

|

2006

|

Vol. 52, z. 3

361-372

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.

3

Modelowanie zależności maksymalnego napięcia wyjściowego wzmacniaczy operacyjnych od prądu wyjściowego

Stanclik J.

Kwartalnik Elektroniki i Telekomunikacji

|

2004

|

Vol. 50, z. 3

411-427

PL

Zmodyfikowano strukturę i podano sposób wyznaczania parametrów makromodelu wzmacniaczy operacyjnych, przeznaczonego do stosowania w programie PSpice. Modyfikacje przeprowadzono w taki sposób, aby uwzględnić zależność (liniową lub nieliniową) maksymalnego napięcia wyjściowego oraz napięcia nasycenia układu scalonego od prądu wyjściowego. Modyfikacja polega na dodaniu do pierwotnego makromodelu dwóch źródeł sterowanych. Dzięki temu uzyskano lepszą zgodność wyników symulacji z danymi katalogowymi w szerokim przedziale zmian obciążenia, zasilania i wysterowania. Jest to szczególnie ważne w przypadku symulacyjnych obliczeń właściwości energetycznych (maksymalnej mocy wyjściowej, mocy strat, sprawności energetycznej) wzmacniaczy mocy. Modyfikacje można stosować do makromodeli różnych wzmacniaczy operacyjnych, tak makromodeli standardowych, jak i ulepszonych (enhanced macromodels). Podstawą do wyznaczania parametrów dodatkowych źródeł sterowanych są typowe dane katalogowe układu scalonego. Podano przykład użycia liniowych źródeł napięciowych sterowanych prądem wyjściowym w makromodelu opperacyjnego wzmacniacza mocy OPA502, oraz przykład zastosowania źródeł nieliniowych, w których zależności SEM od prądu są opisane wielomianami, w makromodelu wzmacniacza operacyjnego OPA130. Uzyskana dokładność modelowania zależności maksymalnych napięć wyjściowych od prądów wyjściowych okazała się o rząd lepsza niż w przypadku makromodeli dostarczanych przez producenta układów scalonych firmę Burr-Brown.

EN

The structure of operational amplifier macromodels, intended to be used in PSpice Programme, was modified and a way of deriving additional parameters for these macromodels was also given. Macromodel was modified so as to allow for relation (of both linear and non-linear nature) between maximum output voltage and IC saturation voltage on the one side, and the output current on the other side. The modification made consists in supplementing the original macromodel with two controlled sources. When they were introduced, marcomodel accuracy was improved and operating condition area (load, power, supply, control signal), wherein the macromodel ensures high accuracy, was extended. This modification may be applied to macromodels of various operational amplifiers, standard macromodels and enhanced macromodels. Typical IC's data-sheet information is the sufficient basis to calculate additional macromodel parameters. Examples were provided where simple current-controlled voltage sources were applied in IC's macromodel for the OPA502 Power Operational Amplifier and where non-linear controlled sources were introduced to macromodel of the OPA130 Operational Amplifier. The identified macromodels were subjected to verification. The accuracy of modelling the maximum output voltages and saturation voltages proved to be one order better than attained for original macromodels developed by Burr-Brown Company, the manufacturer of integrated circuits under consideration.

4

Zwiększenie dokładności makromodelu układu scalonego stosowanego w elektroakustycznych wzmacniaczach dużej mocy

Stanclik J.

Prace Naukowe Instytutu Telekomunikacji i Akustyki Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

2001

|

Vol. 83, nr 27

503-508

EN

A modification of the macromodel for integrated circuit (IC) audio power amplifiers, published in [3], intended for PSpice computer program, is presented. The new model is more accurate and its area of operating conditions (supply and input voltages, load resistance), in which the macromodel preserves its full accuracy, is wider. This results from incorporation to the macromodel the dependency of the IC saturation voltage on the output current. The macromodel parameters are found directly from typical IC data sheets. The example of the LM3886 audio power amplifier modelling is given.

5

Wspomagane komputerem projektowanie elektroakustycznego wzmacniacza dużej mocy o zwiększonym napięciu wyjściowym

Musiałowski Z., Stanclik J.

Prace Naukowe Instytutu Telekomunikacji i Akustyki Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

2001

|

Vol. 83, nr 27

491-496

EN

In this paper the circuit diagram of audio high-power amplifier of 500 W output power is presented. The amplifier consists of integrated audio power amplifier and external transistors used in order to enlarge the output voltage of the amplifier. The preliminary amplifier design as well as some results of a computer simulation of the amplifier are given. Characteristics of the amplifier, among others the powers, the power efficiency, and the total harmonic distortion, are also estimated.

6

Projektowanie elektroakustycznych wzmacniaczy dużej mocy o zwiększonym napięciu wyjściowym

Stanclik J., Musiałowski Z.

Prace Naukowe Instytutu Telekomunikacji i Akustyki Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

2001

|

Vol. 83, nr 27

509-514

EN

In this paper the structure of high-power audio amplifier (of several hundred Watt) consisting of integrated power amplifier and external power transistors is presented. Transistors are applied to enlarge the output voltage of the amplifier to the value greater than the maximum output voltage of the used integrated circuit. Design objectives for the recognized circuit solution are discussed. Furthermore, relevant formulas to perform calculations on an introductory step of the amplifier design process are given.

7

Modelowanie przebicia wtórnego w hybrydowych, elektroakustycznych wzmacniaczach mocy

Kukawczyński M., Musiałowski Z., Stanclik J.

Prace Naukowe Instytutu Telekomunikacji i Akustyki Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

2001

|

Vol. 83, nr 27

485-490

EN

In this paper the modelling of the secondary breakdown for hybrid audio amplifiers is presented. The proposed analog behavioral model consists of the macromodel of the recognized hybrid amplifier and external behavioral circuitry. It enables the monitoring of the instantaneous operation point trajectory of the amplifier with respect to its safe operating area and detection of the failure conditions. The parameters of the model are obtained directly by using the manufacturer's data sheet, The results of the PSpice simulation illustrating the proposed model operation are also shown.

8

Modyfikacja makromodeli wzmacniaczy operacyjnych

Stanclik J.

Kwartalnik Elektroniki i Telekomunikacji

|

1998

|

Vol. 44, nr 1

19-33

PL

W pracy została zaproponowana modyfikacja makromodeli wzmacniaczy operacyjnych, stosowanych w programie PSpice, polegająca na dodaniu sekcji mocy do standardowych modeli bipolarnych wzmacniaczy operacyjnych oraz wzmacniaczy typu BiFET. Zmodyfikowane makromodele zapewniaja uzyskanie prawidłowych przebiegów prądów pobieranych ze źródeł zasilających w zależności od napięcia wejściowego i rezystancji obciążenia. Struktura i wartości elementów sekcji mocy są takie same dla wzmacniaczy operacyjnych różnych typów i o różnym przeznaczeniu. Makromodele są szczególnie przydatne do symulacji komputerowej wzmacniaczy mocy złożonych ze wzmacniacza operacyjnego i tranzystorów. Są one wystarczająco dokładne i nadają się do typowych zastosowań praktycznych. W pracy zostały przedstawione struktury, sposób doboru parametrow oraz weryfikacja makromodeli. Zostały również przytoczone przykłady potwierdzające przydatność praktyczną makromodeli.

EN

This paper presents a modification of operational amplifier macromodels used in PSpice, which entails adding a power section to standard models of bipolar and BiFET operational amplifiers. The modified macromodels ensure proper currents taken from supply sources depending on the input voltage and load resistance. The structure and parameter values of the power section are fixed the same for various kinds of operational amplifiers. The macromodels are especially useful in a computer simulation of power amplifiers, which consist of an operational amplifier and transistors in an output stage, and accurate enough for general purpose applications. This paper presents examples of the modification of a typical operational amplifier macromodels, as well, as the macromodels verification, and application to audio power amplifiers.

9

Makromodele scalonych wzmacniaczy mocy małej częstotliwości

Stanclik J.

Kwartalnik Elektroniki i Telekomunikacji

|

1998

|

Vol. 44, nr 4

445-470

PL

W pracy przedstawiono dwa makromodele scalonych wzmacniaczy mocy m. cz. przeznaczone do użytkowania w programie PSpice (model o większej dokładności, ale bardziej złożony i model prostszy lecz mniej dokładny). Oba makromodele cechują się stopniem złożoności wielokrotnie mniejszym, niż układy oryginalne i dokładnością modelowania podstawowych właściwości elektrycznych zadowalającą w typowych zastosowaniach. Makromodel o większej dokładności, przeznaczony do modelowania wzmacniaczy mocy o zasilaniu symetrycznym, stanowi modyfikację makromodelu zaproponowanego w [8]. Zapewnia on prawidłowe zależności prądów pobieranych ze źródeł zasilających oraz mocy : dostarczonej z zasilaczy, wyjściowej i start, sprawności energetycznej, a po przesterowaniu również współczynnika zawartości harmonicznych od napięcia wejściowego, impedancji obciążeń i napięć zasilających. Makromodel o mniejszej złożoności jest przeznaczony do modelowania wzmacniaczy mocy o zasilaniu niesymetrycznym [10]. Przedstawiono struktury makromodeli, algorytmy identyfikacji i przykłady modelowania typowych scalonych wzmacniaczy mocy. Parametry makromodeli są wyznaczane na podstawie typowych danych katalogowych układów scalonych. Właściwości makromodeli zweryfikowano przez analizę układów próbnych i porównanie wyników z danymi katalogowymi. Ich praktyczną przydatność zilustrowano przykładmi zastosowania do symulacji konputerowej elektroakustycznych wzmacniaczy mocy.

EN

This paper deals with two macromodels of integrated circuit audio power amplifiers intended for PSpice computer program (the more accurate and complex model and the less complex and accurate model). The both macromodels are much less complex than the original amplifiers but accurate enough for typical applications. The more accurate model, intended for amplifiers supplied from two symetrical supply sources, is derived from [8]. It ensures the proper values of currents taken from the supply sources, the supplied power, output power and dissipated power as well as the power efficiency and total harmonic distortion factor depending on the input voltage, load impedance and supply voltages. The less complex macromodel refers to amplifiers supplied from one suppy source [10]. The macromodel structures, identification algorithms and identification examples of typical integrated circuit audio power amplifiers are also presented in the paper. Macromodel parameters are evaluated from typical data sheet. Performance characteristics of the macromodels have been verified by their analysis and the comparison of the results with the data sheets. Finally the macromodel applications to the computer simulation of the audio power amplifiers are also shown.