6. Оп-кусым микросхемалардын Дизайн
УЧУРДА - 6. Op-amp схемаларын долбоорлоо
PREVIOUS- 5. Айкалыштырылган схема- менен эмес схема- салымдар
тарабында-кусым микросхемалардын Дизайн
бир тарабында-и системасын тарам берилет кийин, биз мүмкүн талдоо жүргүзүү бул система ресурстар боюнча аныктоо. Биз буга чейин талкууланган тартибин (бул бөлүмдө) колдонуу менен бул талдоону жүзөгө ашырат.
Эгер азыр келсе дизайн эки схема- жана азык-схема- дискилерди, райондук, маселе бир топ татаал болуп саналат. дизайнердик маселенин бир каалаган сызыктуу барабардык берилет, жана оп-и райондук түзүлүшү керек. ыкчам күчөткүч жайдын каалаган чыгаруу коюуларды, бир сызыктуу айкалышы катары мүнөздөлүшү мүмкүн
(30)
кайда X1, X2 ...Xn эмес схема- ресурстар боюнча керектүү пайда болуп саналат жана Ya, Yb ...Ym схема- ресурстар боюнча каалаган пайда болот. Equation (30) Сүрөт (14) чынжыры менен ишке ашырылат.
Figure 14- нече киргизүү жай
Бул райондук Figure (13) чынжыры бир аз өзгөртүлгөн чыгаруу болуп саналат (Схема- жана азык-схема- салымдар).
Figure 13- схема- менен эмес схема- салымдар
Кандай гана өзгөрүү тарабында-кусым ресурстар, жер ортосунда каршыларын да камтышы керек. жер тийиштүү каршылыктын аркылуу байланышкан нөл VOLTS кошумча киргизүү катары кароого болот (Ry схема- киргизүү үчүн жана Rx эмес схема- киргизүү үчүн). Бул каршылыгына толуктоо тендештир (30) адамдар ары эч кандай талаптарга жооп бизге ийкемдүүлүктү берет. Мисалы, киргизүү реостаты белгилениши мүмкүн. Же бул кошумча каршылыгына да, алардын мааниси чексиздикке чейин берип тарабынан алып салынышы мүмкүн.
Өткөн бөлүктөн алган Equation (29), каршылыгына баалуулуктарын көрсөтөт Ra, Rb...Rm жана R1, R2...Rn тиешелүү киргизүү тирешүүлөрдүн менен байланышкан каалаган киреше тескерисинче болот. Башка сөз менен айтканда, көп пайда бир киргизүү терминалында каалаган болсо, анда ошол терминалында каршылык аз.
Качан ыкчам акыга ачык луп ээ, G, Чоң болуп, Output Voltage козгоо (29) сыяктуу ыкчам айлык акыга байланыштуу каршылыгына боюнча жазуу жүзүндө болушу мүмкүн. Equation (31) аз жөнөкөйлөтүү жана жерге каршылыгына кошуу менен, бул сөз айкашы кайталайт.
(31)
Биз төмөнкүдөй эки барабар реостаты аныктайт:
(32)
АРЫЗ
V аныктоо үчүн TINACloud жардамы менен төмөнкү схеманы талдаңызчыккан киргизүү боюнча төмөнкү шилтемени басуу менен бул тирешүүлөрдүн.
Бир нече киргизүү жайкы Райондук келин TINACloud менен
Бир нече киргизүү жайкы Райондук келин TINACloud менен
Биз чыгаруу чыңалуу ар киргизүү дагы каршылык менен байланышкан каршылык менен бөлүнүп, көбөйүп ресурстардын бир сызыктуу айкалышы экенин көрөбүз. көп каршылык көрсөтүү болуп саналат RF ресурстарды схема- жана Req эмес схема- ресурстар үчүн.
Бул маселе боюнча белгисиз саны н + м +3 (белгисиз каршылыктын баалуулуктарды б.а.). Демек, биз иштеп чыгуу керек н + м +үчүн 3 барабардыкты бул белгисиз үчүн чечүү. Биз иштеп чыгуу мүмкүн N + м Тендештир (30) берилген сандары салуу менен бул тендемелердин. Башкача айтканда, биз жөн гана тендемелердин системасы Equations чейин (30) иштеп чыгуу, (31) жана (32) төмөнкүдөй:
(33)
дагы үч белгисиз ээ болгондуктан, биз дагы үч тоскоолдуктарды канааттандырууга ийкемдүүлүккө ээ. Андай кошумча чектөөлөр киргизүү каршылык маселелери кирет жана каршылыгына (мисалы үчүн акылга сыярлык баалуулуктары бар, бир тактык каршылыктын колдонууга ээ болгубуз келбейт үчүн R1 10 барабар-4 OHMS!).
идеалдуу тарабында-AMPS пайдалануу менен иштеп чыгуу үчүн зарыл болгон эмес, болсо да, биз эмес идеалдуу тарабында-AMPS үчүн маанилүү бир дизайн чектеме колдонот. эмес схема- тарабында-өнүгүү үчүн Thevenin каршылык схема- киргизүү кайра карап, адатта, кайра эмес схема- киргизүү карап да бирдей болот. Figure (14) көрсөтүлгөн киришпесе, бул тоскоол болуп төмөнкүлөр көрсөтүлүшү мүмкүн:
(34)
акыркы теңдик аныктоонун натыйжасында RA из Equation (32). Бул Equation (31) салып натыйжасын чектеме берет алмаштыруучу
(35)
(36)
Equation (33) бул натыйжаны алмаштыруучу тендемелердин жөнөкөй жыйындысы берет,
(37)
Тендештир (34) жана тендештир (37) айкалышы бизге эсептөө үчүн зарыл маалыматтарды берет. Биз бир маанини тандоо RF анан Equation (37) пайдалануу менен ар кандай киргизүү каршылыгына үчүн чечет. каршылыгына маанилери практикалык аралыгы жок болсо, анда биз менен барып, пикир каршылыктын баасын өзгөртпөйт. Биз киргизүү каршылыгына үчүн чече кийин, анан кайра эки тарабында-кусым ресурстарды карап бирдей болууга реостаты мажбурлоого Equation (34) пайдаланууга берилет. Биз баалуулуктарын тандоо Rx жана Ry бул теңчиликти мажбурлоо үчүн. Теңдемелер (34) жана (37) дизайн үчүн маанилүү маалыматтарды камтыйт, ал эми оп-амп кириштери менен жердин ортосундагы каршылыктарды камтыйт же киргизбеши керек ()Rx жана Ry). чечим маанилүү баалуулуктарды алуу кыйытып талап кылышы мүмкүн (мисалы, сиз чечим бир жолу жүзөгө ашырат жана терс каршылык баалуулуктар менен келиши мүмкүн). Мына ушул себептен, биз эсептешүүлөр суммасын жөнөкөйлөштүрөт сандык тартибин алып[1]
Equation (34) төмөнкүдөй негизде жазууга болот:
(38)
Алмаштыруучу Equation (37) тендештир салып (38) ээ,
(39)
Биздин максат жагынан каршылыгы баалуулуктарды чечүү керек деп айткан Xi жана Yj. Келгиле, төмөнкүдөй ролун шарттарын аныктоо көрөлү:
(40)
Биз анда Equation (39) кайрадан төмөнкүлөр болот:
(41)
Бул биздин дизайн тартиби үчүн баштапкы чекит болуп саналат. Эскерте кетсек, бул Rx жана Ry тиешелүүлүгүнө жараша жер менен инвертирлөө жана инвертирлөө эмес кириштердин ортосундагы резистор. Кайра байланыш резистору белгиленет RF жана жаңы мөөнөткө, ZКатары аныкталат
(42)
Токтому (1) -Summing Amplifier Дизайн
Биз, каршылыгына боюнча же экөө тең жок болушу мүмкүн Rx жана Ry, Figure (14) менен районго. Башкача айтканда, бул каршылыгына боюнча же экөө тең чексиздикке (башкача айтканда, ачык-замыкание) коюлган болот. Бул үч долбоор мүмкүнчүлүгүн берет. киргизүү көлөмүн тийиштүү каалаган көбөйсө себептерден жараша, бул иштердин бири тийиштүү дизайнын түшүмүн берет. натыйжалары столдун (1) жалпыланган.
Тина жана TINACloud менен райондук дизайн
ыкчам акыга жана райондук үлгүсүнө Тина жана TINACloud бар бир нече ыкмалары бар.
оптималдаштыруу
ТИНАОптималдаштыруу режиминин белгисиз райондук параметрлери автоматтык түрдө аныкталышы мүмкүн, ошондо тармак алдын-ала аныкталган максаттуу чыгуунун минимумун же максимумун чыгара алат. Оптимизация схемаларды иштеп чыгууда гана эмес, окутууда, мисалдарды жана маселелерди курууда пайдалуу. Белгилей кетүүчү нерсе, бул шайман идеалдуу оп-амперлер жана сызыктуу чынжырлар үчүн гана эмес, түз сызыктуу жана башка түзмөктөрдүн моделдери менен сызыктуу эмес чынжырлар үчүн иштейт.
чыныгы ыкчам күчөткүч OPA350 менен схема- күчөткүч кыдырып карап көрөлү.
Бул райондо демейки орнотуу менен кыдырып чыгуу чыңалуу 2.5 болот
Сиз жонокой TINACloud жылы DC кнопкасын басуу аркылуу бул текшере аласыз.
АРЫЗ
V аныктоо үчүн TINACloud онлайн схема симуляторун колдонуп, төмөнкү схеманы талдаңызчыккан киргизүү боюнча төмөнкү шилтемени басуу менен бул тирешүүлөрдүн.
OPA350 Райондук келин TINACloud менен
OPA350 Райондук келин TINACloud менен
Бул тартип даярдоо үчүн болсо, бутага Out = 3V жана райондук параметр (оптималдаштыруу Object) аныкталган Vref тандоо керек. Бул иш үчүн, ошондой эле издөө жардам аймакты аныктоо керек, бирок да тоскоолдуктарды түзөт.
TINACloud тандоо жана оптималдаштыруу көздөөдө чыкылдатып Vout Voltage кодду жана оптималдаштыруу максатка кол коюуга Ооба
Кийинки эле кезек ... баскычын чыкылдатып, 3 үчүн баасы койду.
Ар бир диалогунда Press OK орнотууларды аягына чейин.
Эми Vref оптималдаштыруу объектисин тандап, коелу.
Click Vref бир сапта, андан кийин ... баскычын
жогорку ал тизмесине оптималдаштыруу Object тандоо жана оптималдаштыруу / Object кутучасын койду.
эки диалогдордун басма сөз OK.
Эгерде Оптимизация жөндөөлөрү ийгиликтүү болгон болсо, анда сиз төмөндө көрсөтүлгөндөй >> чыкканда жана Vrefде << белги көрө аласыз.
Азыр оптималдаштыруу диалог кутусунда жасалган талдоо менюну жана басма сөз чуркап келген оптималдаштыруу тандоо.
Оптималдаштыруу ашык Vref, Optimum баасы аяктагандан кийин, DC оптималдаштыруу диалогдо көрсөтүлөт
төмөнкү шилтеме аркылуу сиз орнотууларды изилдеп, онлайн оптималдаштыруу жүргүзүү жана Райондук машыктыруучу менен текшере аласыз.
Талдоо менюсунан Run оптималдаштыруу анда DC баскычы үчүн оптималдаштырылган схемасында натыйжаны көрүп басып (3V)
Online оптималдаштыруу жана райондук келин TINACloud менен
TINACloud жөнөкөй DC оптималдаштыруу гана киргизилген бул учурда кетсек. More оптималдашуулары өзгөчөлүктөр Тина сырткары нускасында камтылган.
AC оптималдаштыруу
Тина сырткары нускасын колдонуу Сиз ошондой эле AC тетиктерге оптималдаштыруу жана кабылган болот.
из ЖАКнын 2nd Order Chebyshev LPF.TSC аз ашуу район, ачуу Мисалы, Тина Техас инструменттери \ Filters_FilterPro папкасында \, Төмөндө көрсөтүлгөн.
Run AC Анализ / AC Transfer мүнөздүү.
Төмөнкү диаграмма пайда болот:
райондук биримдиги (0dB) алуу жана спутниктен 1.45kHz аралыгы.
Эми AC оптималдаштыруу аркылуу район кабылган жол менен 6dB аз жыштык ээ 900Hz үчүн спутниктен жыштыгын койду.
Эскертүү гана өзгөртүү үчүн колдонулат деп, адатта, оптималдаштыруу куралы. чыпкалар учурда сиз чыпкасы дизайн каражаты ордуна пайдаланууга болот. өткөндөн кийин, биз бул тема менен мамиле кылат.
Азыр алуу жана спутниктен жыштык оптималдаштыруу максаттуу жатышат оптималдаштыруу аркылуу.
Куралдар тилкесиндеги же "Оптималдаштыруунун Максаттуулугун Тандоо" талдоо менюсунан "Оптимизациялык Максатты Танда" белгисин чыкылдатыңыз.
курсор сөлөкөтүн салып өзгөрөт: 
. жаңы курсор белгиси менен Vout Voltage төөнөгүчтү чыкылдатып.
төмөнкү диалог пайда болот:
AC Гол Functions Buttons Click. төмөнкү диалог пайда болот:
Төмөн Pass кутучасын жана максаттуу кесип-өчүрүү үчүн жыштыгын коюу 900. Эми Максимум кутучасын белгилеп, Максаттууну коюңуз 6.
Кийинки Оптималдаштыруу максаттарына жетүү үчүн өзгөртүүнү каалаган райондук параметрлерин тандоо.
чыкылдатуу 
белгиси же талдоо меню тандоо Control Object сызык.
курсор жогоруда белгиси менен өзгөрөт. Бул жаңы курсордун менен C1 емкостный Click. төмөнкү диалог пайда болот:
тандоо баскычын басып. төмөнкү диалог пайда болот:
программа жазуусу Optimum балл издеп турган бир катар (тоскоол) көрсөтөт. Жогоруда көрсөтүлгөндөй, 20n үчүн End балл.
Эми ошол эле процедураны R2 үчүн кайталаңыз. Аяктоо маанисин 20k кылып коюңуз.
Талдоо менюсунан оптималдаштыруу орнотуу үчүн, оптималдаштыруу / AC оптималдаштыруу (Transfer) бүткөндөн кийин.
төмөнкү диалог пайда болот:
ОК баскычын басуу менен демейки жөндөөлөрдү кабыл алуу.
кыска эсептөө кийин оптималдуу курамы параметрлери ашык өзгөрүп кездешет:
Акыр-аягы, Run AC Анализ / AC Transfer мүнөздүү чуркап райондук оорумуш болууга жыйынтыгын текшерүү.
диаграммада көрүнүп тургандай, максаттуу кёрсёткъчтёр (Gain 6db, Cut-өчүрүү жыштык 900Hz) жеткен эмес.
Тина жана TINACloud-жылы райондук Designer куралын колдонуу
курулган колдонуп жатат Тина жана TINAcloud менен схемаларды долбоорлоо ыкмасынын дагы бир методу жөн Дизайн курал деп аталган райондук Designer инструменти болуп саналат.
Дизайн курал көрсөтүлгөн салымдар белгилүү чыгаруу жооп алып камсыз кылуу райондо иштеп тендемелердин менен иш алып барат. курал сени Киргизүү жана чыгаруу жана курамдык баалуулуктардын ортосундагы мамилелердин бир билдирүүсүн талап кылат. курал сага ар кандай жагдайлар боюнча кайталанма жана так чечүү үчүн колдоно ала турган чечим кыймылдаткычын сунуш кылат. эсептелген компонент баалуулуктар схемалык дароо эле жерге коюлган жана моделдөө жыйынтыгын текшере алат.
Биздин райондук Designer куралды колдонуп, ошол эле четтеги AC ампер иштеп көрөлү.
TINACloud Дизайн курал папкасынан район ачуу. кийинки экран пайда болот.
Эми AC Анализ / AC Transfer мүнөздүү чыгалы.
Төмөнкү диаграмма пайда болот:
Эми биримдик пайда болушу кыдырып кабылган жол (0dB)
Жөндөлүшүн Куралдар менюсунда бул райондук чакыруу
төмөнкү диалог пайда болот.
Орнотуу үчүн -1 (0 DB) жана Run баскычын басуу.
эсептелген жаңы компоненти баалуулуктар дароо схемалык редактору көрүнөт, кызыл түстө чийилген.
Кабыл алуу баскычы басуу.
өзгөртүүлөр бүтүрүлбөйүнчө. өзгөртүлгөн кыдырып текшерүү үчүн кайрадан AC Анализ / AC Transfer айырмачылыктарын чуркагыла.
———————————————————————————————————————————————————— —-
1Бул ыкма .Ооба Vrbancic, California ОшМУнун студенти, Лонг-Бич чыгарган, жана IEEE Аймак VI сыйлыгынын Кагаз сынагынын баш ийген бир кагаз көрсөтүлдү.