Sant peterburg davlat universiteti radio fÿZÿka kaferatÿ Sankt-Peterburg

2.2 Operatsion kuchaytirgichni modellashtirish
ÿ ( )
(2.2.1)
to'yinganlik.
(2.2.2)
F1 chastotasining birligida koeffitsient moduli ekanligini hisobga olsak
dasturlash,
Tajribani bajarishdan oldin o'qituvchi tomonidan berilgan sxemaning parametrlarini hisoblash
va kompyuter simulyatsiyasini o'tkazish kerak. Simulyatsiya uchun Simulink dasturining kutubxonasidan
foydalanish taklif etiladi - SimPowerSystems. Bu elektr davrlarini modellashtirish uchun mo'ljallangan
maxsus kutubxona bo'lib, u vizual dasturlash printsipidan foydalanadi, ya'ni. foydalanuvchi dastur kodini
emas, balki kutubxona bloklaridan tashkil topgan sxemani (modelni) yaratadi. Bunday taqdimot dastur
kodidan ko'ra aniqroq va elektrotexnika muhandisi uchun intuitivdir, shuning uchun vizual Simulink /
SimPowerSystems dasturlari ko'pincha muhandislar tomonidan o'z amaliyotlarida qo'llaniladi.
Shuningdek, SimPowerSystems-da foydalanuvchi SimPowerSystems-ning tayyor bloklari va asosiy
Simulink kutubxonasining bloklaridan ekvivalent
sxemasini yig'ish orqali o'z blokini yaratish imkoniyatiga ega. Qaysi model OSni tavsiflashi mumkinligini
ko'rib chiqing. Biz operatsion tizimning ideal emasligini hisobga olamiz. Chastota xususiyatlariga
asoslanib, op-amp keng tarmoqli kengligi bo'lgan past chastotali filtrdir. Shuning uchun biz op-amp
chastotasining xususiyatlarini birinchi
darajali past o'tkazuvchan filtr daromadi va op-amp DC daromadi K0 (2.2.1) yordamida
modellashtiramiz :
o op-ampning har bir kirishining kirish qarshiligi cheksizlikka intiladi;
8
o'xshash
uzatish bittaga teng, biz filtrning kesish chastotasini topamiz (2.2.3):
Operatsion kuchaytirgichlar shunday tuzilganki, aksariyat hollarda ideal op ampning yaqinlashuvi amalga
oshiriladi. Biroq, qayta aloqa davrlarining yuqori qarshiliklarida, op-ampning kirish qarshiligini endi
cheksiz deb hisoblash mumkin emas; kuchlanishning kuchayishi, agar u qayta aloqa pallasida
aniqlangan talab qilinadigan daromaddan ancha katta bo'lsa, cheksiz deb hisoblanishi mumkin; agar
kuchaytirgichning yuk qarshiligidan ancha kam bo'lsa, chiqish empedansini cheksiz kichik deb hisoblash
mumkin. Shuning uchun, elektr davrlarini hisoblashda, ideal op-ampning yaqinlashishi amalga oshirilishi
uchun elektron elementlarning bunday reytinglarini tanlash kerak.
( )|
|
o chiqish qarshiligi nolga teng; o Kuchaytirgich
to'liq nosimmetrik, chiqish ofset kuchlanishi nolga teng, nol drift yo'q. (Nol drift - chiqish
kuchlanishining kirish signaliga bog'liq bo'lmagan o'zgarishi va kuchaytirgichdagi ichki
jarayonlar bilan bog'liq. Driftning asosiy sababi haroratning o'zgarishidir.) o Kuchaytirgich
chiziqli rejimda yoki rejimda ishlaydi.
bu erda ÿ0 - filtrning kesish chastotasi. (2.2.1) ifoda moduli (2.2.2) ga teng:
Machine Translated by Google

---

( )
ÿ
(2.2.3)
Op-amp uchun K0 daromadi birlikdan ancha katta, shuning uchun uni ifodalashning maxrajida
(2.2.3) e'tiborsiz qoldirish mumkin. Keyin uzatish koeffitsienti (2.2.1) (2.2.4) quyidagicha
qayta yoziladi:
(2.2.4)
SimPowerSystems-da OS modelini ko'rib chiqing (5-rasm). Kuchaytirgich mos ravishda
"+" va "-" (op-ampning teskari va teskari kirishlari) bilan belgilangan 1, 3 terminallari va
"chiqish" bilan belgilangan 2-terminallar orqali tashqi elektr zanjiriga ulangan. op-amp). Ikkita
kuchlanish o'lchash bloklari modelning har bir kirishida erga kuchlanishni o'lchaydi.
O'lchangan signallar Simulink kutubxonasining bloklaridan yig'ilgan sxemaning bir qismiga
kiradi (5-rasmda nuqta chiziq bilan ta'kidlangan) va yuqorida muhokama qilingan op-ampning
algoritmiga muvofiq qayta ishlanadi. Ya'ni, inverting signallari
9
Shunday qilib, op amp uzatish funktsiyasi ikkita K0 va f1 parametrlari bilan tavsiflanadi ,
ularni op amp pasportida topish yoki odatiy qiymatlarni olish mumkin. K0 = 105 va f1 = 108
Gts qiymatlari uchun kompleks uzatish funktsiyasining kattaligi (kattaligi) va fazasining
(fazasi) chastotaga (chastota) bog'liqligi quyidagicha ko'rinadi (4-rasm). Aniqlik uchun
chastota logarifmik shkalada berilgan. f1 = 108 Gts chastotada uzatish funksiyasining moduli
1 ga teng, ammo bu ordinata o'qi bo'ylab tanlangan shkalada ko'rinmaydi (bu erda logarifmik
shkaladan foydalanish ham qulayroq bo'ladi).
Guruch. 4. K0 = 105 va f1 = 108 Hz parametrlari uchun op amp modelining chastotali javobi va fazali javobi .
104 106 chastota,
Gts
102
-2
102
-1
x 104
108
104 106 chastota,
Gts
5
-0,5
100
108
10
0
100
0
-1,5
hajmi
faza,
rad
1010
1010
Machine Translated by Google

---

Transfer Fcn operatsion kuchaytirgichning chastota xususiyatlarini o'rnatadi (blokning numeratorining
koeffitsientlari vektori [1] ga, blok koeffitsientlari vektori esa [K0/2/pi/f1 1] ga ko'ra. formula (2.2.4)) va
to'yinganlik bloki Saturation chiqish kuchlanishining cheklanishini ta'minlaydi (blokning xususiyatlaridagi
to'yinganlik qiymati lim va -lim o'zgaruvchilari bilan belgilanadi), haqiqiy kuchaytirgichning chiziqli
bo'lmaganligini simulyatsiya qiladi.
va teskari bo'lmagan kirishlar mos keladigan belgi bilan qo'shiladi (Qo'shish bloki), K0 (Gain bloki) ga
ko'paytiriladi, past o'tkazuvchan filtrni modellashtiruvchi Transfer Fnc blokiga beriladi, Saturation blokidan
o'tadi va Boshqariladigan kuchlanish manbai blokiga beriladi. . Boshqariladigan kuchlanish manbai bloki
Simulink signalini "elektr" signaliga aylantiradi va yukning elektr davri uchun oqim manbai sifatida ishlaydi.
Uchta elektr qarshiligi (RLC Branch bloklari seriyasi) op-ampning kirish qarshiligini (har bir kirish uchun) va
chiqish qarshiligini modellashtiradi. Shunday qilib, elektr davri uchun kirish tomonidagi op amp modeli erga
yopiq kirish rezistorlari va chiqish tomonida ichki qarshilikka ega kuchlanish manbai hisoblanadi.
Keling, OS modelini foydalanish uchun qulayroq qilish uchun uni alohida blok sifatida
loyihalashtiramiz. Buning uchun rasmdagi bloklar. 5 alohida quyi tizimga joylashtiriladi (blok
10
Operatsion kuchaytirgichning doimiy kuchlanish kuchayishi Gain kuchaytirgichi tomonidan o'rnatiladi
(blok parametr oynasidagi daromad K0 o'zgaruvchisi tomonidan o'rnatiladi), blok
Guruch. 5. SimPowerSystems-da op-amp modeli.
Quyi tizim) va buning uchun niqob yarating. Niqob yaratishda dastur tomonidan avtomatik ravishda
tanlangan quyi tizim belgisidagi joylashuv va foydalanuvchi portlarni qanday tartibga solishni xohlashi
o'rtasida "+", "-" va chiqish portlari uchun nomuvofiqlikni topish qiyin bo'lishi mumkin ( ya'ni chapda ikkita
kirish porti, biri o'ngda). Buni Connection Port blokining parametrlar oynasida tuzatish mumkin (6-rasm).
Machine Translated by Google

---

Guruch. 6. Connection Port blokining parametrlar oynasi, chap quyi tizim belgisida portning o'rni
tanlangan.
Guruch. 7. DT maskasi muharririning Icon&Ports yorlig'i bilan oyna.
o'n bir
Blokning ko'rinishini tavsiflovchi "Icon & Ports" yorlig'idagi Niqob muharririda quyi tizim niqobini
yaratishda (kontekst menyusi: Mask -> Maska yaratish ) rasmda ko'rsatilgandek variantlarni tanlang. 7:
blok ramkasi ko'rinmaydi (Ko'rinmas), piktogramma shaffof emas (shaffof), normallashtirilgan o'lchov
birliklari tanlangan (Normallashtirilgan), foydalanuvchi uchun blokning aylanishi taqiqlangan (Rossiyalangan).
Asosiy oynada MATLAB tilidagi buyruqlar mavjud. Plot buyrug'i to'rt nuqtani segmentlar bilan bog'laydi,
ularning koordinatalari massiv sifatida belgilanadi. E'tibor bering, birinchi va oxirgi nuqtalarning
koordinatalari bir xil, shuning uchun yopiq uchburchak olinadi. Koordinatalarning qiymati normallashtirilgan
birliklarda berilgan. Bu shuni anglatadiki, o'qlarda nol piktogrammaning pastki chap burchagida joylashgan
va o'qlarning har biri uchun maksimal qiymat bittaga teng. Markaz koordinatasi mos ravishda 0,5 bo'ladi.
Bunda x koordinata vektori [0 0 1 0] va mos keladigan y koordinata vektori [0 1 0,5 0] ga teng.
Machine Translated by Google

---

Guruch. 9. DT maskasi muharririning Parameters&Dialog yorlig'i bilan oyna.
port_label(' port nomi',
port raqami, 'nom')
o K0 - daromad, to'g'ridan-to'g'ri oqim kuchayishi; o f1 – birlik
chastotasi, birlik kuchayishi chastotasi; o lim – to‘yinganlik,
to‘yinganlik chegaralari.
Port_label buyrug'i portlarni belgilaydi. Sintaksis:
12
OS modelini tavsiflovchi asosiy parametrlar:
Guruch. 8. Maskali OT quyi tizimining ko'rinishi.
Esda tutingki, Ism ustuni model parametrlarida ko'rsatilgandek o'zgaruvchining nomini
ko'rsatadi va So'rov ustunida ixtiyoriy shaklda foydalanuvchi uchun tushuntirish mavjud.
Niqobni yaratgandan
so'ng, op-amp bloki rasmda ko'rsatilgandek ko'rinadi. 8. rasmda. 10 ushbu blok uchun
parametr oynasini ko'rsatadi, blok belgisini ikki marta bosganingizda quyi tizim diagrammasi
o'rniga ochiladi. Ushbu sxema haqiqiy op-ampni simulyatsiya
qiladi va biz ko'rib chiqqan xususiyatlarni o'z ichiga oladi. Ideal op ampni yaqinlashtirishda
uni soddalashtirish mumkin. Ideal op-ampning kirish qarshiligi cheksiz katta, chiqish qarshiligi
esa cheksiz kichik deb hisoblab, rezistorlardan voz kechishingiz mumkin. Bundan tashqari,
agar chastotaga bog'liqlik hisobga olinmasa, uzatish funktsiyasi blokini o'tkazib yuborish
mumkin. Agar
Quyi tizimning o'ng tomonidagi Connection Port bloklari rconn, chap tomonidagilari esa lconn
deb ataladi. Biz ular uchun mos ravishda "+", "-" va tashqarini tanlaymiz. Shaklda. 8
niqoblangan op amp blokining belgisi qanday ko'rinishini
ko'rsatadi. Parametrlar va dialog oynasi rasmda ko'rsatilgan. 9. Bu yerda tanishtiramiz
Machine Translated by Google

---