Modelowanie zależności maksymalnego napięcia wyjściowego wzmacniaczy operacyjnych od prądu wyjściowego

• Autorzy: Stanclik, J.

Warianty tytułu

EN

Modelling the relation between maximum output voltage and output current of operational amplifiers

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

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.

Słowa kluczowe

PL

makromodel; wzmacniacz operacyjny; program PSpice

EN

macromodel; operational amplifier; PSpice programme

• Czasopismo: Kwartalnik Elektroniki i Telekomunikacji
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. 50, z. 3
• Strony: 411-427
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Stanclik, J.

• Politechnika Wrocławska, Instytut Telekomunikacji i Akustyki, 50-370 Wrocław, ul. Wybrzeże Wyspiańskiego 27,

Bibliografia

• 1. H . Biagi, R. M. Stitt, B. Baker, S. Baier: Burr-Brown Spice Based Macromodels. Burr-Brown Application Bulletin, AB-020F, Texas Instruments Incorporated, 2000.
• 2. G. R. Boyle, B. M. Cohn, O. O. Pederson, J. E. Solomon: Macromodeling of Integrated Circuit Operational Amplifiers. IEEE Journ. of Solid-State Circuits 1974, Vol. SC- 9, pp. 353-364.
• 3. BURR-BROWN IC Data Book - Linear Products 1996. Burr-Brown Corporation, 1996/1997, pp. 3.2.41-3.2.50, 2.53-2.59.
• 4. MicroSim PSpice A/D. Ver.6.3. Reference Manual. MicroSim Corporation, April 1996.
• 5. J. Stanclik: Comparison of BiFET High-Power Operational Amplifier Macromodels. Proc. of the ICSES'2000, Gliwice-Ustroń, Poland, 17-20 Oct. 2000, pp. 409-414.
• 6. J. Stanclik: Modyfikacja makromodelu operacyjnych wzmacniaczy mocy przeznaczonego do wspomaganego komputerem projektowania elektroakustycznych wzmacniaczy dużej mocy. Materiały XLVII OSA, Rzeszów-Jawor, 19-22.09.2000, ss. 597-602.
• 7. J. Stanclik: Zwiększenie dokładności makromodelu scalonych wzmacniaczy mocy małej częstotliwości. Kwartalnik Elektroniki i Telekomunikacji, 2001, T. 47, z. 4, ss. 463-476.