Op-Amp

Amplificatore operazionale ideale

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Librerie:
Simscape / Foundation Library / Electrical / Electrical Elements

Descrizione

Il blocco Op-Amp modella un amplificatore operazionale (op-amp) ideale. La figura mostra lo schema di implementazione.

Implementation schematic of the Op-Amp block

L'implementazione del blocco si basa sui seguenti presupposti:

Si ipotizza che il guadagno ideale dell'op-amp A sia finito
Quindi, per un output finito, deve essere V1 = 0
Un op-amp ideale implica inoltre che la corrente dal p a n sia pari a zero (i1 = 0)

Da questi presupposti derivano le seguenti equazioni per il blocco:

equations
    v1 == p.v - n.v;
    v1 == 0;
    i1 == 0;
end

Per ulteriori informazioni, fare clic sul collegamento Source code nella scheda Description della finestra di dialogo del blocco.

Il blocco non ha parametri. Tuttavia, è possibile inizializzare la variabile Current into output node prima della simulazione. Per ulteriori informazioni, consultare Block-Level Variable Initialization.

Variabili

Per impostare la priorità e i valori target iniziali delle variabili del blocco prima della simulazione, utilizzare la sezione Initial Targets nella finestra di dialogo del blocco o nel Property Inspector (Controllo delle proprietà). Per ulteriori informazioni, consultare Set Priority and Initial Target for Block Variables.

I valori nominali consentono di specificare la grandezza prevista di una variabile in un modello. Utilizzare un ridimensionamento del sistema basato sui valori nominali aumenta la robustezza della simulazione. I valori nominali possono provenire da diverse sorgenti, una delle quali è la sezione Nominal Values nella finestra di dialogo del blocco o nel Property Inspector (Controllo delle proprietà). Per ulteriori informazioni, consultare Modify Nominal Values for a Block Variable.

Esempi

Band-Limited Op-Amp

How higher fidelity or more detailed component models can be built from the Foundation library blocks. The model implements a band-limited op-amp. It includes a first-order dynamic from inputs to outputs, and gives much faster simulation than if using a device-level equivalent circuit, which would normally include multiple transistors. This model also includes the effects of input and output impedance (Rin and Rout in the circuit), but does not include nonlinear effects such as slew-rate limiting.

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Finite-Gain Op-Amp

How higher fidelity or more detailed component models can be built from the Foundation library blocks. The Op-Amp block in the Foundation library models the ideal case whereby the gain is infinite, input impedance infinite, and output impedance zero. The Finite Gain Op-Amp block in this example has an open-loop gain of 1e5, input resistance of 100K ohms and output resistance of 10 ohms. As a result, the gain for this amplifier circuit is slightly lower than the gain that can be analytically calculated if the op-amp gain is assumed to be infinite.

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Op-Amp Circuit - Differentiator

A differentiator, such as might be used as part of a PID controller. It also illustrates how numerical simulation issues can arise in some idealized circuits. The model runs with the capacitor series parasitic resistance set to its default value of 1e-6 Ohms. Setting it to zero results in a warning and a very slow simulation. See the User's Guide for further information.

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Circuito op-amp - Amplificatore invertente

Questo esempio mostra un modello di un circuito op-amp invertente standard. Il guadagno è dato da -R2/R1. Con R1 = 1K Ohm e R2 = 10K Ohm, la tensione di input di 0,1 V picco-picco viene amplificata a 1 V picco-picco. Il blocco Op-Amp implementa un dispositivo ideale (a guadagno infinito), ottenendo quindi tale guadagno indipendentemente di output.

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Circuito op-amp - Amplificatore non invertente

Questo modello mostra un circuito op-amp non invertente. Il guadagno è dato da 1+R2/R1 e, con i valori impostati a R1=1K Ohm e R2=10K Ohm, la tensione di ingresso da 0,1V picco-picco viene amplificata a 1,1V picco-picco. Poiché il blocco Op-Amp implementa un dispositivo ideale (ossia a guadagno infinito), questo guadagno si ottiene indipendentemente dal carico di output.

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Porte

Conservazione

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+ — Terminale positivo
elettrico

Porta di conservazione elettrica associata al terminale positivo dell'op-amp.

- — Terminale negativo
elettrico

Porta di conservazione elettrica associata al terminale negativo dell'op-amp.

out — Terminale di output
elettrico

Porta di conservazione elettrica associata al nodo di output dell'op-amp.

Il nome della porta non è visibile sull'icona del blocco, ma è possibile vederlo nel file sorgente sottostante facendo clic sul collegamento Source code nella scheda Description della finestra di dialogo del blocco.

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