Integrated Circuits

マイクロチップ、ロジックゲート

アンプ、発振器、タイマー、カウンターを使用する、一般的な集積回路をモデル化します。boolean 関数を組み合わせて、単一のロジック出力を生成します。

注目の例

同期 J-K フリップフロップ

この例では、Simscape™ Electrical™ ロジックコンポーネントから J-K フリップフロップをモデル化する方法を示します。2 つのスイッチが既定の位置にあるときには、フリップフロップへの両方の入力は High に設定され、クロック信号が Low になるたびに出力状態が切り替わります。初期条件は、ブロックマスクの初期化コマンドを介して関連する NAND ゲートに渡されます。

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データシートからパラメーター化されたデジタルポテンショメーター

このモデルは、デジタル回路やマイクロプロセッサ制御システムからオーディオアンプを制御するために使用するようなデジタルポテンショメーターをモデル化する方法を示します。また、このモデルでは、Simscape™ Electrical™ ライブラリを拡張するために独自のカスタムブロックを作成する方法も示します。

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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。

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位相同期回路

このモデルは、位相同期回路をモデル化する方法を示します。チャージポンプとフィルターは、離散アナログコンポーネントを使用してモデル化されますが、発振器は Simscape™ Electrical™ Voltage-Controlled Oscillator ブロックを使用した動作コンポーネントとして表現されます。位相検出器内の D 型フリップフロップは、動作を定義するために Simulink® ブロックを使用した単純化された形で表現され、電気コンポーネントはインターフェイスでのみ使用されています。VCO を位相外から開始し、追跡機能をテストするために、非ゼロの初期条件が C1 と C2 に適用されています。

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PWM 電圧源と H-Bridge ドライバーを使用した DC モーターの制御

この例では、Controlled PWM Voltage ブロックと H-Bridge ブロックを使用して DC モーターを制御する方法を示します。DC Motor ブロックは、DC 電源電圧が 12 V の場合、2500 rpm で機械動力 10 W を供給し、無負荷速度 4000 rpm で回転します。したがって、PWM 基準電圧を最大値の 5 V に設定した場合、モーターは 4000 rpm で回転します。PWM 基準電圧を 2.5 V に設定した場合、モーターは約 2000 rpm で回転します。高速なシミュレーションを実現するために、この例では、Controlled PWM Voltage ブロックと H-Bridge ブロックの [シミュレーションモード] パラメーターを Averaged に設定します。平均化された動作を検証するには、Controlled PWM Voltage ブロックと H-Bridge ブロックの両方で Simulation mode パラメーターを PWM に設定します。

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オペレーショナルトランスコンダクタンスアンプを使用したローパスフィルター

この例では、アクティブな 2 次ローパスフィルターをモデル化する方法を示します。このフィルターの特性は伝達関数 H(s) = 1 / ( (s/w1)^2 + (1/Q)*(s/w1) + 1 ) で表されます。ここで、w1 = 2*pi*f1、f1 はカットオフ周波数、Q は品質係数です。Set Design Parameters ブロックをダブルクリックして、パラメーター f1 と Q を設定します。ブロックマスクは、モデルワークスペース内でパラメーター値を設定する関数を呼び出します。