アンプ
以下の例を使用して、さまざまなタイプのアンプをモデル化する方法を学習します。
注目の例
H ブリッジを備えたオーディオ パワー アンプ
この例では、スイッチング オーディオ パワー アンプ回路の H ブリッジ構成を示します。スイッチング オーディオ パワー アンプは、スイッチング デバイスが完全にオンまたは完全にオフの状態でしか稼働しないため、従来型のパワー アンプと比較して効率的です。このオーディオ パワー アンプは、1 MHz スイッチング周波数を使用し、出力電圧が 2 kHz および 2.5 kHz の正弦波入力を確実に追跡するための PI フィードバック コントローラーを備えています。スペクトル アナライザーにパワー スペクトルがプロットされ、コントローラーとフィルター処理パラメーターの選択を通知するために使用できます。
クラス E RF アンプ
このモデルは、回路パラメーターが 80 m の波長用に選択されたクラス E RF アンプを示します。MOSFET では Vds と Ids が同時に高くなることがないため、クラス E アンプは高い効率レベルを実現します。電圧と電流の波形を整えるために、負荷ネットワークが使用されています。このモデルは、正常動作を確認するために使用でき、コンポーネントの選択にも役立ちます。回路の正しい動作は、特に電源抵抗 R_source の影響を受けます。2 つの MOSFET の静電容量パラメーターは、FQA11N90 デバイスを代表しています。
差動ペア アンプ
この例では、差動ペア アンプ回路を示します。この回路を使用して、差動ペア アンプの特性を確認できます。このモデルは、差動入力および同相入力を使用してテストできます。2 つのトランジスタが同一の特性をもつという条件で、平衡化した出力のコモン モードでのゲインはゼロになります。
低ノイズ アンプ
この例では、典型的な低ノイズ オーディオ アンプ回路を示します。抵抗 R2 は、アンプの全体的なゲインを安定化させるための負のフィードバックを提供し、トランジスタの開ループ順伝達ゲインから独立させます。回路のゲインは、およそ (R1+R2)/R1 = 101 と定義されます。シミュレーションは、回路が安定した操作点に落ち着くために数秒間かかることと、出力が当初は切り捨てられていることを示しています。線形化をサポートするため、入力 u と出力 y が含まれています。
ノイズを使用したオペ アンプのモデル化
この例では、電気シミュレーションにノイズを組み込む方法を示します。この回路では、高周波数ロールオフ周波数が 10 MHz のアンプをモデル化します。Band-Limited Op-Amp ブロックにより、ノイズが追加されます。Voltage Source ブロック Vn は、等価電圧ノイズ密度 20 nV/Hz^0.5 を指定しています。2 つの Resistor ブロックの [ノイズ モード] パラメーターを Enabled に設定すると、抵抗 R1 および R2 からの熱ノイズも追加できます。しかし、このモデルを別のノイズ源の組み合わせで実行すると、主なノイズ源が等価ノイズ電圧であることが示されます。
ひずみゲージとホイートストン ブリッジ
このモデルは、ひずみゲージと測定アンプをモデル化する方法を示します。ひずみゲージは、ホイートストン ブリッジの 1 つのレッグを形成し、このレッグが差動アンプに接続されています。次に、2 番目のオペアンプを使用して、測定信号へのローパス フィルターを増幅して適用します。オペアンプはシステム レベルでモデル化され、開ループ帯域幅、ゲイン、最大スルー レートなどのパラメーターはユーザーが指定します。この回路では、ダイナミクスは主にローパス フィルターによって設定されます。オペアンプの帯域幅と最大スルー レートは、ステップ応答にほとんど影響しません。
RF Power Amplifier Characterization Test Harness
Defines a test harness to estimate a non-linear behavioral model of a RF power amplifier from a Simscape™ Electrical™ simulation model.
RF Transistor IV Characteristics Test Harness
Defines a test harness to estimate the I-V characteristics of a bipolar transistor from a Simscape™ Electrical™ simulation model.
スイッチング オーディオ パワー アンプ
この例では、スイッチング オーディオ パワー アンプ回路を示します。スイッチング オーディオ パワー アンプは、スイッチング デバイスが完全にオンまたは完全にオフの状態でしか稼働しないため、従来型のパワー アンプと比較して効率的です。このオーディオ パワー アンプは、1 MHz スイッチング周波数を使用し、出力電圧が 2 kHz および 2.5 kHz の正弦波入力を確実に追跡するための PI フィードバック コントローラーを備えています。スペクトル アナライザーにパワー スペクトルがプロットされ、コントローラーとフィルター処理パラメーターの選択を通知するために使用できます。
