Программа расчета параметров моделей аналоговых компонентов Model Editor
Операционные усилители
После выбора в начальном меню программы Model Editor режима Operational Amplifier необходимо по запросам программы указать тип транзистора входного каскада и наличие внутренней/внешней коррекции:
- Technology – BJT (биполярный транзистор) или JFET (полевой транзистор);
- Input – NPN или PNP (для биполярного транзистора) и NJF или PJF (для полевого транзистора);
- Compensation – Internally (внутренняя) или Externally (внешняя коррекция).
В табл. 5.10 приведены паспортные данные ОУ, которые вводит пользователь, и список параметров его макромодели, которые рассчитываются в программе.
Таблица 5.10. Операционные усилители.
| Символы данных | Справочные данные | Параметры модели | |
|---|---|---|---|
| Имя | Значение по умолчанию | ||
| Large Signal Swing (Параметры для большого сигнала) | |||
| +Vpwr | Напряжение источника положительного напряжения (15 В) | VC VE |
2В 2 В |
| -Vpwr | Напряжение источника отрицательного напряжения (-15 В) | ||
| +Vout | Максимальное значение выходного напряжения положительной полярности (13 В) | ||
| -Vout | Максимальное значение выходного напряжения отрицательной полярности (– 13 В) | ||
| +SR | Максимальная скорость нарастания выходного напряжения положительной полярности (500-10 В/с) | ||
| -SR | Максимальная скорость нарастания выходного напряжения отрицательной полярности (500-10 В/с) | ||
| Pd | Потребляемая мощность в статическом режиме (50 мВт) | ||
| Open Loop Gain (Коэффициент усиления без цепи обратной связи – входной каскад на БТ) | |||
| Сс | Емкость коррекции (30 пФ) | BF1 BF2 |
75 75 |
| Ib | Входной ток смещения (100 нА) | С2 | 30 пФ |
| Av-dc | Коэффициент усиления постоянного напряжения (200 тыс.) | СЕЕ QA | 0.189-10-6 |
| f-Odb | Частота единичного усиления (1 МГц) | GCM IS1 |
1.9-10-9 8-10-6 |
| CMRR | Коэффициент подавления синфазного сигнала (100 тыс.) | IS2 | 8-10-16 |
| IEE RC |
15-1016 5305 |
||
| Ibos | Входной ток смещения | RE | 1832 |
| Vos | Напряжение смещения нуля | REE RP |
13-810 18-160 |
| Open Loop Gain (Коэффициент усиления без цепи обратной связи – входной каскад на ПТ) | |||
| Сс | Емкость коррекции (10 пФ) | BETA С2 |
789*10-6 10 пФ |
| Av-dc | Коэффициент усиления постоянного напряжения (200 тыс.) | CSS GA |
0 63*10-6 |
| f-Odb | Частота единичного усиления (1 МГц) | GCM | 63*10-11 |
| CMRR | Коэффициент подавления синфазного сигнала (100 тыс.) | IS | 15*10-12 |
| Ibos | Входной ток смещения (30 пА) | ISS | 5*10-6 |
| Vos | Напряжение смещения нуля | RD RSS RP |
15.9 40*106 |
| Open Loop Phase (Фазочастотная характеристика без цепи обратной связи) | |||
| Phi | Запас по фазе на частоте единичного усиления, град. (60°) | C1 | 8.6 пФ |
| Maximum Output Swing (Предельные значения выходных сопротивлений) | |||
| Ro-dc | Выходное сопротивление на низких частотах (75 Ом) | R01 | 50 Ом |
| Ro-ac | Выходное сопротивление на высоких частотах (50 Ом) | R02 | 25 Ом |
| los | Максимальный ток короткого замыкания (20 мА) | GB | 424.4 |
Замечания
По умолчанию параметрам математической модели присваиваются значения параметров конкретных ОУ. Выше для конкретности приведены параметры модели ОУ 140УД7 (аналог мA741).
Частота единичного усиления f-Odb связана с частотой первого полюса f 1 соотношением f-Odb = f 1 Av-dc. Запас по фазе Phi на частоте единичного усиления определяется отношением частоты единичного усиления к частоте второго полюса f 2:
Phi = 90° – arctg(f-Odb / f2)
Где арктангенс вычисляется в градусах.
Для ОУ с внешней коррекцией указывается значение емкости корректирующего конденсатора Сс, для которого приведено значение запаса по фазе Phi и другие параметры ОУ.
В справочных данных обычно приводится полное выходное сопротивление Rвых = Ro-ac + Ro-dc. Его надо разделить на две составляющие, ориентируясь на приближенное соотношение Ro-dc = 2Ro-ac.
В последних версиях OrCAD учитывается напряжение смещения нуля ОУ.