3. 3. Макромоделi аналогових пристроїв на базі оп і перемножувачів
3. 3. 1. Макромоделi лiнійних безінерційних пристроїв на оп
На ОП реалiзується широкий клас аналогових пристроїв, і тому при їх макромоделюваннв часто застосовується слідуючий підхід.
Uвых(t) = KU Uвх(t); KU= R2 /R1
Розглянемо інвертируючий підсумовувач.
Підсилювач віднімач.
R3=R4=KR; R1=R2=R.Uвых(t) = K[U2(t) – U1(t)].
Перетворювач струму і напругу.
Uвых(t) = – Iвх R.
Неінвертуючий підсилювач.
Uвых(t) = K Uвх(t);
K = 1+ R1/ R2.
Неінвертуючий підсумувач.
Підсумувач–віднімач.
Uвых(t) = [U3(t) + U4(t)] – [U1(t) +U2(t)].
3. 3. 2. Нелiнійні безінерційні пристрої на основі оп
Розглянемо логарiфмичний підсилювач.
Прецизiонний випрямляч.
Компоратор.
3. 3. 3. Моделі лiнійних динамічних пристроїв на оп
Розглянемо диференціатор та інтегратор,
а також фазообертач, активні фільтри на ОП та генератор.
3. 3. 4. Макромоделi аналогових пристроїв на основі перемножувачів
Розглянемо перемножувач.
Розглянемо конфігурацію вхідного каскаду перемножувача на основі диференційного каскаду ОП
Макромодель перемножувача має вигляд
|
Балансний модулятор. V(t) = Vm cos1t U(t) = Um cos2t (t) = Vm Um 0,5Rn[cos(1–2 ) t + cos(1+2 ) t] U(t) = Vmcos1t U(t) = Um [1+ mcos2t] (t) = Vm Um 0,5Kn cos1t + +0,5KnVmUm[cos(1-2 ) t + cos(1+2 ) t]
|
|
|
Удвоювач частоти. U(t) = Vm cos2t Z(t) = 0,5Kn Vm2[cos21t+1] (t) = 0,5Kn Kф Vm2 cos21t
|
|
|
Фазовий детектор. V(t) = Vm cos( t+) U(t) = Um cost Z(t) = 0,5 Kn Vm Um[cos(2t+)+ +cos] ; (t) = 0,5Kn Kф Um Vm cos Фазовий детектор. V(t) = Vm cos( t+) U(t) = Um cost Z(t) = 0,5 Kn Vm Um[cos(2t+)+ +cos] ; (t) = 0,5Kn Kф Um Vm cos
|
|
|
Амплітудний детектор. V(t) = V(t) cost U(t) = U0 cost Z(t) = 0,5 Kn V(t) U0[cos2t+1] (t) = 0,5Kn Kф V(t) U0 |
|
3. 4. Макромоделi аналогових підсилювачів
3. 4. 1. Макромоделi лiнійного четирьохполюсника в часовій області
Одержати достатній рівень підсилення на високій частоті на базі ОП незручно із-за обмеження частоти останніх. Тому створюють спеціальні підсилювачи на ВЧ.
Високочастотні сигнали мають велику амплітуду, отже пристрої працює в лiнійному режимі. Якщо цій пристрої лiнійний, то описується оператором Дюамеля.
де S1, S2, x1, x2 – струми і напруги четирьохполюсника.
3. 4. 2. Моделювання аналогових пристроїв в частотній області
3. 4. 3. Макромоделi аналогових підсилювачів в лiнійному режимі
Макромоделювання в лiнійному режимі укладається в спрощеном поданні принципових схем на базі лiнійних моделей.
Розглянемо для прикладу підсилювач ВЧ.
3. 4. 4. Макромоделi лiнійних аналогових підсилювачей
S1(t) = F1[11(x1(t), x2(t)), 12(x1(t), x2(t))]
S2(t) = F2[21(x1(t), x2(t)), 22(x1(t), x2(t))]
де S1, S2, x1, x2 - струми і напруги ічетирьохполюсника.
По цьому рівнянні будуємо макромодель.
4.Інформаційні технології макромоделювання
цифрових пристроїв ЕЗ
1. Параметри і особливості логічних пристроїв ЕЗ
при макромоделюванні
4. 1. 1. Основні параметри логічних елементів
tздр = (tз0.1+tз1.0)/2,
де tздр - час затримки розповсюдження сигналу.
Таким чином пристрої спромагаються бути класифіковані.
Завадостійкість.
U0п.ст – статичні помехи
U1п.ст –
Kп.ст = Uп.ст/ Uл ,
де Uл = U1 – U0,
Uл – логічний перепад.
Динамічна помехоустойчiвість.
Споживаєма потужність.
Pср = (p1+p0)/2
Максимальна тактова частота. При цьому елементи поділяються на потужні, середній потужності, малої потужності, микромощні, нановатні.
Середня робота перемикачів.
Aср= Pср tз.ср
Характеризує рівень швидкорухування.
Споживаємий струм.