Op-Amp

Amplificateur opérationnel idéal

Bibliothèques :
Simscape / Foundation Library / Electrical / Electrical Elements

Description

Le bloc Op-Amp modélise un amplificateur opérationnel (ampli-op) idéal. La figure suivante présente le schéma d’implémentation.

Implementation schematic of the Op-Amp block

L’implémentation du bloc repose sur les hypothèses suivantes :

Le gain A de l’ampli-op idéal est supposé infini
Une sortie finie nécessite alors que V1 = 0
Un ampli-op idéal implique également un courant nul de p vers n (i1 = 0)

Ces hypothèses donnent lieu aux équations suivantes pour le bloc :

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

Pour plus d’informations, cliquez sur le lien Source code dans l’onglet Description de la boîte de dialogue de bloc.

Aucun paramètre n’est associé au bloc. Il est toutefois possible d’initialiser la variable Current into output node avant la simulation. Pour plus d’informations, consultez la rubrique Block-Level Variable Initialization.

Variables

Pour définir la priorité et les valeurs cibles initiales des variables de bloc avant simulation, utilisez la section Initial Targets de la boîte de dialogue de bloc ou Property Inspector. Pour plus d’informations, consultez la rubrique Set Priority and Initial Target for Block Variables.

Les valeurs nominales permettent de spécifier l’amplitude attendue d’une variable dans un modèle. La mise à l’échelle d’un système sur la base des valeurs nominales augmente la robustesse de la simulation. Les valeurs nominales peuvent provenir de différentes sources, dont la section Nominal Values de la boîte de dialogue de bloc ou Property Inspector. Pour plus d’informations, consultez la rubrique Modify Nominal Values for a Block Variable.

Exemples

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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Circuit d’amplificateur opérationnel différenciateur

Ce modèle présente un différenciateur comme ceux qu’on peut utiliser dans un contrôleur PID. Il illustre également les problèmes de simulation numérique qui peuvent survenir dans certains circuits idéalisés. Le modèle s’exécute avec la résistance parasite en série du condensateur définie à sa valeur par défaut de 1e-6 ohm. La définir à zéro génère un avertissement et ralentit considérablement la simulation. Pour plus d’informations, consultez le Guide de l’utilisateur.

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Circuit d’amplificateur opérationnel inverseur

Cet exemple présente un modèle de circuit d’amplificateur opérationnel inverseur standard. Le gain est égal à -R2/R1. Avec R1 = 1 000 ohms et R2 = 10 000 ohms, la tension d’entrée crête à crête de 0,1 V est amplifiée à 1 V crête à crête. Le bloc Op-Amp implémente un dispositif idéal (à gain infini) et obtient donc ce gain quelle que soit la charge de sortie.

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Circuit d’amplificateur opérationnel non inverseur

Ce modèle présente un circuit d’amplificateur opérationnel non inverseur. Le gain est égal à 1+R2/R1 et avec R1 = 1 000 ohms et R2 = 10 000 ohms, la tension d’entrée crête à crête de 0,1 V est amplifiée à 1,1 V crête à crête. Comme le bloc Op-Amp implémente un dispositif idéal (c’est-à-dire à gain infini), ce gain est obtenu quelle que soit la charge de sortie.

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Ports

Conservatif

développer tout

+ — Borne positive
électrique

Port conservatif électrique associé à la borne positive de l’ampli-op.

- — Borne négative
électrique

Port conservatif électrique associé à la borne négative de l’ampli-op.

out — Borne de sortie
électrique

Port conservatif électrique associé au nœud de sortie de l’ampli-op.

Le nom du port n'est pas visible dans l'icône du bloc, mais vous pouvez le voir dans le fichier source sous-jacent en cliquant sur le lien Source code dans l'onglet Description de la boîte de dialogue du bloc.

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