Jinsi ya Kutumia Mfano wa Muuzaji wa Op-Amp wa Muuzaji wa Chip katika LTSpice: Hatua 10

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:51

Utangulizi

LTspice ni chombo cha bure cha kuiga programu ya SPICE na kukamata kwa skimu, mtazamaji wa mawimbi, na nyongeza nyingi zinazoendesha Windows na Mac OS X. Ninatumia kutafiti tabia za mzunguko na kujaribu haraka nyaya mpya kwa maabara yangu kabla ya kuchapisha PCB (Iliyochapishwa Bodi ya Mzunguko) muundo. Curve ya ujifunzaji ni rahisi kushinda shukrani kwa msaada wa Vifaa vya Analog, Kikundi cha Msaada cha LTspice cha Yahoo na utangamano wake na mifano ya kawaida ya Spice inayotolewa na wachuuzi wa chip.

Maagizo haya yataonyesha jinsi ya kupita zaidi ya maktaba ya vifaa iliyotolewa na LTspice kwa kuingiza mfano wa LMV321 op-amp kutoka kwa wauzaji wa chip tatu tofauti ili kuunda skimu ya kipaza sauti kama inavyoonekana kwenye mchoro. Kila moja ya modeli hizi zinaangazia njia tofauti zinazopatikana ndani ya LTspice ya kutumiwa na anuwai ya modeli za vifaa zinazotolewa kutoka kwa wavuti anuwai za wauzaji. Kila moja ya modeli hizi pia zina huduma tofauti za utendaji. Kuangazia maswala haya ya utendaji ninatumia tena mifano hii mitatu katika muundo wa Sasa-kwa-Voltage pia.

Walengwa ni wale ambao wana uzoefu wa kuweka vifaa kwenye skimu na kuendesha masimulizi. Mwisho wa mafunzo haya utajua jinsi ya kutafsiri agizo la.

Hatua ya 1: Pakua Mifano ya SPICE Inapatikana kwa LMV321 Op-amp Kutoka kwa Wachuuzi wa Chip na Weka kwenye Saraka Mpya

Mifano ya Utengenezaji wa Spice

Tutaingiza aina tatu za SPICE kulingana na LMV321 op-amp katika mafunzo haya. Fuata wakati ninaelezea hatua.

Unda folda kwa hesabu zako zijazo za LTspice, alama, na modeli. Nitarejelea saraka hii kama saraka yetu ya kufanya kazi inayoendelea.

Tembelea tovuti hizi za wauzaji chip ili kutoa mifano ya SPICE ya op-amp ya LMV321:

• Tovuti ya TI (inatumia Model Semiconductor ya Kitaifa PSPICE Model): LMV321
• Vipimo vya Amplifiers vya Uendeshaji vya Maxim: LMX321
• STMicroelectronics Macromodels: LMV3x opamp Macromodel

Tazama michoro tatu zinazohusiana kwa faili mahususi za kupakua kama uandishi wa hii inayoweza kufundishwa. Katika siku zijazo unaweza kulazimika kutafuta majina ya mfano ikiwa yamehamishwa na wauzaji wa chip kwenye kurasa mpya za wavuti.

Kwa TI na STMicro ungeiga mfano kutoka kwa faili za zip zilizopakuliwa kwenye saraka yako ya kazi. Kwa mtindo wa Maxim utabonyeza kulia kwenye faili ya LMX321. FAM kwenye wavuti yao na uihifadhi kwenye saraka yako ya LTspice inayofanya kazi.

Mwisho wa hatua hii unapaswa kuwa na faili hizi tatu za mfano wa viungo kwenye saraka yako ya kufanya kazi:

• LMV321. MOD
• LMX321. FAM
• LMV3x_macromodel.mod

Kila moja ya faili hizi zinaweza kufunguliwa na kihariri cha maandishi ili kuona kukatika kwa kawaida:

• nyaraka kwa juu,
• Amri ya SUBCKT,
• amri za viungo zinazounda mfano.

Hatua ya 2: Fungua alama ya kawaida ya pini 5 ya LTspice Opamp2.asy

Opamp2.asy Inaweza kutumika tena

Kutoka kwa menyu ya Faili ya LTspice Fungua alama ya opamp2.asy kutoka saraka yako ya usakinishaji.

Kwa usanidi chaguo-msingi wa Windows hii itakuwa:

C -> LTC -> LTspiceXVII -> lib -> sym -> Opamp -> opamp2.asy

Alama ya opamp2 haina mfano wa op-amp uliopewa. Kwa hivyo haitaendesha kwa masimulizi. Kwa sababu hii ni kizuizi kizuri cha kuanzia kwani ina kuchora na viungo vya sisi kuunda op-amp yoyote ambayo hutumia pini tano za kawaida:

1. Katika +
2. Katika-
3. V +
4. V-
5. Nje

Jihadharini usifungue moja ya faili hizi za ishara kwa makosa:

• opamp.asy (sawa na opamp2.asy lakini bila pini mbili za nguvu)
• UniversalOpamp2.asy (opamp inayofanya kazi kikamilifu na mfano wa generic)

Hatua ya 3: Thibitisha Opamp2.asy Alama ya Alama ya Alama Inalingana na LMV321. SUBCKT Pin Information Information

Kazi ya Jedwali la Pin Kutumia. SUBCKT

Fungua LMV321 opamp modeli iliyohifadhiwa hapo awali kama LMV321. MOD katika saraka yako ya kufanya kazi ukitumia mhariri wa maandishi upendayo. Karibu na juu tunaweza kupata taarifa ya. SUBCKT.

SUBKKT inafafanua orodha ya wavuti inayoweza kutumika tena ya Spice - sawa na kazi iliyo na jina na vigezo vinavyohusiana katika lugha za programu. Syntax ya subcircuit ya op-amp iliyotolewa na mtengenezaji inaonekana kama hii:

. SUBCKT

… taarifa za kipengee…

INAENDELEA

Jina la Op-amp ni rejeleo la nje la jina la op-amp na N 5 ni orodha ya unganisho la umeme ulioamuru kwa op-amp kama ilivyoelezewa moja kwa moja juu ya amri ya. SUBCKT. Uunganisho wa umeme unaweza kuwa kwa mpangilio wowote lakini ishara yetu ya opamp2 inachukua amri hii:

1. uingizaji usiobadilisha (Katika +)
2. kuingiza pembejeo (In-)
3. usambazaji mzuri wa umeme (V +, Vss)
4. usambazaji wa umeme hasi (V-, Vee)
5. pato (Kati)

Fungua alama ya LMV321.asy katika saraka yetu inayofanya kazi ndani ya LTspice na utazame Jedwali la Pin kuweka ramani ya majina ya unganisho kwenye. SUBCKT kwa majina ya unganisho katika ishara yetu:

Angalia -> Jedwali la siri

Uunganisho wote wa umeme tayari uko katika mpangilio sahihi wa Jedwali letu la LTspice Pin, kutoka 1 hadi 5 kama hii:

• uingizaji usiobadilisha (In +) = 1
• kuingiza pembejeo (In-) = 2
• usambazaji mzuri wa umeme (V +) = 3
• usambazaji wa umeme hasi (V-) = 4
• pato (Kati) = 5

Kwa hivyo hatutalazimika kufanya mabadiliko yoyote kwenye Jedwali la Siri la Alama.

Hatua ya 4: Unda Sifa za Alama Mpya ya LMV321 na Hifadhi faili kama LMV321.asy

Kazi ya Sifa ya Ishara ya Opamp

Hatua moja ya mwisho kabla ya kuhifadhi faili ya ishara ni kutaja alama hiyo kwa kutumia Kihariri cha Sifa. Tutatumia jina moja kama inavyoonyeshwa kwenye laini ya. SUBCKT:

LMV321.

Fungua Mhariri wa Sifa kutoka kwenye menyu:

Hariri -> Sifa -> Hariri Sifa

Fanya mabadiliko yafuatayo:

• Badilisha Thamani kuwa: LMV321 (tumia jina sawa na katika laini ya amri ya. SUBCKT)
• Badilisha Maelezo kuwa: Jumuisha LMV321. MOD kwa skimu (zaidi juu ya hii baadaye)

Bonyeza OK na uhifadhi opamp2.asy kama LMV321.asy katika saraka yako ya kazi.

Vidokezo:

• Acha X karibu na Kiambishi awali kuonyesha kwamba ishara itaonyeshwa kwa mpangilio,
• Acha Aina ya Alama kama Kiini ili faili ya mfano itafasiriwe kwa usahihi,
• Usihifadhi alama ya opamp2.asy iliyobadilishwa tena kwenye maktaba ya LTspice au skimu zingine ambazo zinaweza kutegemea faili hii zinaweza kuharibiwa,
• Ikiwa ulifanya kosa hili (kama nilivyofanya mara moja), unaweza kurudisha faili ya asili ya opamp2.asy na usawazishaji tena ukitumia amri: Zana -> Toa Usawazishaji.

Saraka yako inayofanya kazi inapaswa kuwa na faili hizi sasa:

• LMV321. rahisi
• LMX321. FAM
• LMV321. MOD
• LMV3x_macromodel.mod

Hatua ya 5: Unda Mpangilio wa Jaribio na Uiga Utendaji wa LMV321 Op-amp

Jaribu LMV321 Op-amp Model katika Uigaji

Fungua skimu mpya kutoka kwa LTspice: Faili -> Mpangilio Mpya

Tutaunda mzunguko wa jaribio la op-amp kulingana na kipaza sauti kisichobadilisha na faida ya 2:

Faida = 1 + Rf / Rin

Ongeza sehemu yetu mpya ya LMV321.asy kutoka saraka yako ya kazi ukitumia amri ya sehemu ya menyu ya utepe wa LTspice.

Kidokezo: Watumiaji wengi wa LTspice hawajui kwamba lazima wabadilishe saraka ya ishara kuwa saraka yao ya kazi. Ili kudhibiti ufikiaji wa faili mpya, badilisha kipengee "Saraka ya Juu" kwenye saraka yao ya kazi.

Nguvu ya op-amp na usambazaji wa volt 5 kwa kutumia sehemu ya voltage.

Jaribu op-amp na kunde zinazorudia kati ya voliti 0.2 na 2.3 kwa pembejeo isiyo ya kubadilisha kwa kutumia sehemu ya pili ya voltage.

Weka uchambuzi wa muda mfupi juu ya muda wa microsecond 500 ukitumia menyu ya utepe wa LTspice. Op amri ya maagizo ya SPICE.

Ongeza utendaji wa kuiga na chaguzi zifuatazo na amri ya. OP:

Chaguzi gmin = 1e-10 abstol = 1e-10

Chaguo njamawinsize = 0

Wapi:

• Gmin (zuia nodi kutoka kuelea kwa kufafanua mwenendo mdogo kwa vifaa visivyo na laini)
• Abstol (punguza uvumilivu wa mikondo mahali popote kwenye mzunguko)
• njamawinsize (udhibiti wa kukandamiza ambapo 0 haionyeshi uchanganyiko)

Ongeza kichwa kwenye skimu yetu ukitumia menyu ya maandishi ya maandishi:

Mfano wa kitaifa wa semiconductor LMV321: Amplifier isiyo ya kubadilisha

Hifadhi mpango katika saraka yako ya kufanya kazi kama: test_LMV321.asc

Endesha masimulizi ya mfano wa kitaifa wa Semiconductor LMV321 uliopakuliwa kutoka kwa wavuti ya TI:

Bonyeza ikoni ya Run kwenye menyu ya utepe ya LTspice

Pima V (nje) na V (In +) ukitumia kielekezi chako juu ya waya zinazohusiana

Kumbuka kuwa faida imeonyeshwa kama 2, kama tulivyotabiri hapo juu.

Saraka yako inayofanya kazi inapaswa kuwa na faili hizi sasa:

• mtihani_LMV321.asc
• LMV321. rahisi
• LMX321. FAM
• LMV321. MOD
• LMV3x_macromodel.mod

Hatua ya 6: Unda Alama ya LMX321 Kuanzia Alama ya LMV321

Unda LMX321. Alama rahisi na Sifa Sahihi na Orodha ya Pini / Agizo la Orodha

Nenda kwenye saraka yako ya kazi na ufungue mfano wa LMX321. FAM na mhariri wa maandishi upendayo ili uone habari ya. SUBCKT (angalia mchoro). Tunarudia hatua mbili za mwisho kujenga sehemu mpya ya op-amp na mzunguko wa jaribio.

Fungua ishara yetu ya LMV321.asy iliyoundwa hapo awali kutoka kwa LTspice iliyoko kwenye saraka yako ya kufanya kazi:

Faili -> Fungua -> LMV321.asy

Kumbuka: Ikiwa haukuunda ishara ya LMV321.asy mapema basi unaweza kufungua alama ya opamp2.asy badala yake.

Tumia Mhariri wa Sifa kubadilisha alama ya Thamani na Maelezo (angalia mchoro):

Hariri -> Sifa -> Sifa Mhariri

• Thamani: LMX321
• Maelezo: Jumuisha LMX321. FAM katika skimu

Bonyeza OK

Tumia Jedwali la Pini kubadilisha mpangilio wa viunganisho ili ujipange kwa usahihi na amri ya. SUBCKT (angalia mchoro):

Angalia -> Jedwali la siri

Orodha ya unganisho kutoka 1 hadi 5 iko katika mpangilio tofauti na orodha ya op-amp yetu ya awali ya LMV321 kwa hivyo tutalazimika kubadilisha Jedwali la Pin kwa ishara ya LMX321 kama ifuatavyo:

• Katika + = 1
• Katika- = 3
• V + (Vcc) = 5
• V- (Vee) = 2
• Nje = 4

Bonyeza OK

Kwa nini? Kwenye maelezo ya. Lakini In- imepewa "3" katika maelezo ya. SUBCKT kwa hivyo tunatoa In- to 3 katika Jedwali letu la Pin. Nakadhalika

Hifadhi alama mpya kwenye saraka yako ya kazi kama LMX321.asy

Saraka yako inayofanya kazi inapaswa kuwa na faili hizi sasa:

• mtihani_LMV321.asc
• LMX321. rahisi
• LMV321. rahisi
• LMX321. FAM
• LMV321. MOD
• LMV3x_macromodel.mod

Hatua ya 7: Tumia tena Mpangilio wa Jaribio na Uiga Utendaji wa LMX321 Op-amp

Jaribu LMX321 Op-amp Model katika Uigaji

Fungua mzunguko wetu wa jaribio la awali na ubadilishe marejeleo ya op-amp kwa LMX321:

Faili -> Fungua -> mtihani_LMV321.asc

Futa rejeleo la op-amp ya LMV321 katika skimu yetu.

Tumia chaguo la sehemu kwenye menyu ya utepe ya LTspice kuweka LMX321.asy op-amp.

Badilisha rejea ya mfano kwa kubofya kulia kwenye amri ya. INC kwenye mchoro wa skimu na:

. INC LMX321. FAM

Badilisha kichwa ili kuonyesha madhumuni yetu mapya ya kiufundi:

Mfano wa Maxim LMX321: Amplifier Isiyobadilisha

Vipengele vingine vyote vya skimu vitabaki vile vile.

Hifadhi muundo katika saraka yako ya kufanya kazi kama test_LMX321.asc

Endesha masimulizi ya mfano wa Maxim LMX321 op-amp

Bonyeza ikoni ya Run kwenye menyu ya utepe ya LTspice

Pima V (nje) na V (In +) ukitumia kielekezi chako juu ya waya zinazohusiana

Kumbuka kuwa faida imeonyeshwa kama 2, kama tulivyotabiri hapo juu.

Saraka yako inayofanya kazi inapaswa kuwa na faili hizi sasa:

• mtihani_LMX321.asc
• mtihani_LMV321.asc
• LMX321. rahisi
• LMV321. rahisi
• LMX321. FAM
• LMV321. MOD
• LMV3x_macromodel.mod

Hatua ya 8: Unda Alama ya LMV3x Kuanzia Alama ya LMV321

Unda LMV3x.asy Alama yenye Sifa Sahihi na Jedwali la Pin

Nenda kwenye saraka yako ya kazi na ufungue mfano wa LMV3x_macromodel.mod na mhariri wa maandishi unayopenda kutazama habari ya. SUBCKT (angalia mchoro).

Fungua ishara yetu ya LMV321.asy iliyoundwa hapo awali kutoka kwa LTspice iliyoko kwenye saraka yako ya kufanya kazi:

Faili -> Fungua -> LMV321.asy

Kumbuka: Ikiwa haukuunda ishara ya LMV321.asy mapema basi unaweza kufungua alama ya opamp2.asy badala yake.

Tumia Mhariri wa Sifa kubadilisha alama ya Thamani na Maelezo (angalia mchoro):

Hariri -> Sifa -> Sifa Mhariri

• Thamani: LM3x
• Maelezo: Jumuisha LMV3x_macromodel.mod katika mpango

Bonyeza OK

Tumia Jedwali la Pini kubadilisha mpangilio wa viunganisho ili ujipange kwa usahihi na amri ya. SUBCKT (angalia mchoro):

Angalia -> Jedwali la siri

Orodha ya unganisho haina nambari na vigezo viko katika mpangilio mwingine tofauti na orodha ya op-amp mbili za awali za. SUBCKT. Hakuna haja ya kuingiza nambari kwenye amri ya.

• Katika + = 2
• Katika- = 1
• V + (Ugavi Chanya wa Nguvu) = 4
• V- (Ugavi wa Nguvu hasi) = 5
• Nje = 3

Bonyeza OK

Kwa nini? Maelezo ya. SUBCKT ya pini 5 ziko katika mpangilio maalum. Tunachukua kiingilio cha kwanza kuwa pin 1, ambayo ni parameta ya Inverting Input (In-). Kwa hivyo tunaweka alama ya Kuingia kwa kutumia Jedwali la Pin kama nambari 1. Kuingia kwa pili kutakuwa na alama ya 2, ambayo imewekwa kama Pembejeo isiyo ya Inverting (In +). Kwa hivyo tunaweka alama ya kuingia + kwa kutumia Jedwali la Pin kama nambari 2. Na kadhalika

Hifadhi alama mpya kwenye saraka yako ya kufanya kazi kama LMV3x.asy Saraka yako ya kufanya kazi inapaswa kuwa na faili hizi sasa:

• mtihani_LMV321.asc
• LMV3x1. rahisi
• LMX321. rahisi
• LMV321. rahisi
• LMX321. FAM
• LMV321. MOD
• LMV3x_macromodel.mod

Hatua ya 9: Tumia tena Mpangilio wa Jaribio na Uiga Utendaji wa LMV3x Op-amp

Kamilisha LMV3 Op-amp Model na Mtihani katika Uigaji

Fungua mzunguko wetu wa jaribio na ubadilishe marejeleo ya op-amp kwa LMV3x:

Faili -> Fungua -> mtihani_LMV321.asc

Futa marejeleo ya op-amp ya LMV321 katika skimu yetu.

Tumia chaguo la sehemu kwenye menyu ya utepe ya LTspice kuweka LMV3x.asy op-amp

Badilisha rejea ya mfano kwa kubofya kulia kwenye amri ya. INC kwenye mchoro wa skimu na:

INC LMV3x_macromodel.mod

Badilisha kichwa ili kuonyesha madhumuni yetu mapya ya kiufundi:

Mfano wa STMicroelectronics LM3x: Amplifier isiyo-Inverting

Vipengele vingine vyote vya skimu vitabaki vile vile.

Hifadhi muundo uliobadilishwa kama test_LMV3x.asc katika saraka yako ya kazi.

Endesha masimulizi kwa mfano wa STMicroelectronics LMV3x op-amp

Bonyeza ikoni ya Run kwenye menyu ya utepe ya LTspice

Pima V (nje) na V (In +) ukitumia kielekezi chako juu ya waya zinazohusiana

Kumbuka kuwa faida imeonyeshwa kama 2, kama tulivyotabiri hapo juu.

Saraka yako inayofanya kazi inapaswa kuwa na faili hizi sasa:

• mtihani_LMV3x.asc
• mtihani_LMX321.asc
• mtihani_LMV321.asc
• LMX321. rahisi
• LMV321. rahisi
• LMX321. FAM
• LMV321. MOD
• LMV3x_macromodel.mod

Hatua ya 10: Linganisha Utendaji wa Mfano na Hotuba za Kumalizia

Pitia Mifano ya Kuiga katika Mzunguko wa Sasa kwa Voltage

Vipimo visivyo na nguvu vya kugeuza op-amp ambazo tumechunguza hadi sasa zinaonyesha matokeo thabiti kwa kila aina ya tatu. Yaani faida ya voltage ya 2, kama tulivyotabiri.

Ningependa kukuachia simulation moja zaidi ya mzunguko ukitumia kila moja ya mifano hiyo mitatu. Sasa "vibaya" iliyoundwa kwa kubadilisha voltage. Mpangilio unaonyesha Vout iliyotabiriwa = Iin * R1.

Kwa kosa la chini kwa sababu ya upendeleo wa sasa thamani iliyopendekezwa ya R2 inapaswa kuwa sawa na R1. Katika mzunguko wangu mimi kwa makusudi ninatumia thamani ya chini sana kwa R2 katika jaribio la kufunua tofauti za kielelezo nje ya mazoea ya kawaida ya muundo. Uigaji pia unapaswa kutusaidia kuibua makosa ya muundo duni uliotabiriwa kupitia utofauti katika upendeleo kwa sababu R1 na R2 sio sawa.

Katika simuleringar tatu Maxim LMX321 hufanya tofauti zaidi kwa kuwa Vout inaonekana chini na hakuna tofauti katika upendeleo au kupigia. Wakati mitindo mingine miwili, LMV3x ya STMicro na LMV321 ya Semi ya Kitaifa zinaonyesha matokeo ya Vout yanayotarajiwa pamoja na tofauti kadhaa za tofauti katika tabia ya upendeleo au tabia ya kupigia.

Hitimisho

Nimeonyesha njia tatu tofauti zilizojitokeza wakati wa kuagiza modeli za op-amp za mtengenezaji ukitumia familia ya LMV321 kwa LTspice. Tulikagua mfano wa kitaifa wa Semiconductor LMV321 kutoka kwa wavuti ya TI, STMicroelectronics LMV3x modeli, na MAXIM LMX321 modeli. Njia hizi tatu zinapaswa kukusaidia kuagiza modeli za op-amp kwa sehemu nyingine yoyote ukitumia amri ya modeli ya.

Nimeonyesha pia kuwa aina zingine zinafanya vizuri zaidi kuliko zingine kama inavyoonyeshwa na voltage kwa skimu ya kubadilisha fedha. Kupima mifano miwili au zaidi katika miundo yako ya kuiga inaweza kukusaidia kupata matokeo ya kuaminika zaidi kwa mahitaji yako.

Marejeo:

Upakuaji wa LTspice na Nyaraka

www.analog.com/en/design-center/design-tools-and-calculators/ltspice-simulator.html

Kikundi cha LTspice - Vikundi vya Yahoo: faili nyingi zinazoshirikiwa, msaada wa kazi kwa maswali

vikundi.yahoo.com/neo/groups/LTspice/info

Karatasi ya Marejeo ya Haraka ya Spice v1.0, Standford EE133 - Baridi ya 2001: kumbukumbu ya. SUBCKT pp7-8

web.stanford.edu/class/ee133/handouts/general/spice_ref.pdf

Mkusanyiko wa Mzunguko wa Op Amp: Maombi ya Kitaalam ya Semiconductor ya Kitaifa 31, Septemba 2002: rejeleo kwa kipaza sauti kisichobadilisha na sasa kwa ubadilishaji wa mizunguko ya op-amp

www.ti.com/ww/en/bobpease/assets/AN-31.pdf

Faili zote zinazohusiana na hii inayoweza kufundishwa zinapatikana kwa kupakuliwa kama faili ya zip hapa chini.

ltspice_lmv321_simulation_files.zip