LTSpiceде чип сатуучу Op-Amp моделин кантип колдонуу керек: 10 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:40

Киришүү

LTspice - бул схематикалык тартуу, толкун формасын көрүүчү жана Windows жана Mac OS Xте иштеген көптөгөн өркүндөтүүлөрү бар акысыз SPICE симуляциялык программалык куралы. Circuit Board) дизайны. Окуунун ийри сызыгын аналогдук түзмөктөрдүн, Yahooнун LTspice колдоо тобунун колдоосу жана чип сатуучулар тарабынан берилген эң кеңири таралган SPICE моделдери менен шайкештиги аркасында багындыруу оңой.

Бул Instructable чиймеде көрсөтүлгөндөй жөнөкөй күчөткүч схемасын түзүү үчүн үч башка чип сатуучулардын LMV321 op-amp моделин кошуу менен LTspice менен камсыздалган компоненттер китепканасынын чегинен чыгууну көрсөтөт. Бул моделдердин ар бири LTspice ичинде жеткиликтүү болгон ар кандай ыкмаларды бөлүп көрсөтөт, ар кандай сатуучу веб -сайттарынан келген көптөгөн компоненттердин моделдери. Бул моделдердин ар бири, ошондой эле ар кандай аткаруу өзгөчөлүктөрү бар. Бул аткаруу көйгөйлөрүн баса белгилөө үчүн, мен ушул үч моделди Токтон Вольтко чейинки дизайнда кайра колдоном.

Максаттуу аудитория - бул компоненттерди схемага жайгаштыруу жана симуляцияны иштетүү боюнча тажрыйбасы барлар. Бул окуу куралынын аягында сиз LTspice opamp2 Pin Table жана Attribute редакторлорунун симуляцияңыздын ичинде өндүрүүчүлөрдүн бөлүктөрүн колдонуу үчүн. SUBCKT буйругун чыгаруучулардын моделдеринде кантип чечмелөөнү билесиз.

1-кадам: LMV321 Op-amp үчүн жеткиликтүү болгон SPICE моделдерин чип сатуучулардан жана жаңы каталогго жүктөп алыңыз

Өндүрүштүн SPICE моделдери

Биз бул окуу куралыбызда LMV321 op-amp негизинде үч SPICE моделин киргизебиз. Мен кадамдарды сүрөттөгөндө ээрчиңиз.

Келе жаткан LTspice схемалары, символдору жана моделдери үчүн папка түзүңүз. Мен бул каталогду алдыдагы биздин жумушчу каталог катары карайбыз.

LMV321 op-amp үчүн SPICE моделдерин алуу үчүн бул чип сатуучу вебсайттарга баш багыңыз:

• TI сайты (Улуттук жарым өткөргүч PSPICE моделин колдонот): LMV321
• Максималдуу операциялык күчөткүчтөр Макромоделдер: LMX321
• STMicroelectronics Macromodels: LMV3x opamp Macromodel

Бул нускаманы жазуу учурунда жүктөө үчүн белгилүү файлдар үчүн үч байланышкан схеманы караңыз. Келечекте, эгерде алар чип сатуучулар тарабынан жаңы веб -баракчаларга көчүрүлгөн болсо, моделдин аттарын издөөгө туура келиши мүмкүн.

TI жана STMicro үчүн сиз жүктөлгөн ZIP файлдарынан моделди жумушчу каталогуңузга көчүрмөксүз. Maxim модели үчүн сиз алардын веб-сайтындагы LMX321. FAM файлын оң баскыч менен чыкылдатып, аны LTspice жумушчу каталогуна сактап коймоксуз.

Бул кадамдын аягында сиздин жумушчу каталогуңузда бул үч татымал модели болушу керек:

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

Бул файлдардын ар бири жалпы структураны көрүү үчүн текст редактору менен ачылышы мүмкүн:

• жогорку документтер,
• . SUBCKT буйругу,
• моделди курууга буйрук берет.

2-кадам: Жалпы 5-пиндүү LTspice Opamp2.asy символун ачыңыз

Opamp2.asy кайра колдонууга болот

LTspice File менюсунан орнотуу каталогунан opamp2.asy символун ачыңыз.

Windowsтун демейки орнотуусу үчүн мындай болот:

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

Opamp2 символунда ага дайындалган op-amp модели жок. Ошентип, ал симуляцияда иштебейт. Ушул себептен улам, бул жакшы башталыш блогу, анткени анда бизде жалпы беш пинди колдонгон оп-ампти түзүү үчүн чийме жана шилтемелер камтылган:

1. + Жылы
2. Ичинде-
3. V+
4. V-
5. Out

Бул окшош символдордун бирин жаңылыштык менен ачуудан сак болуңуз:

• opamp.asy (opamp2.asyге окшош, бирок эки электр казыгы жок)
• UniversalOpamp2.asy (жалпы модели бар толук функционалдуу опамп)

3 -кадам: Opamp2.asy Symbol Pin Order LMV321 менен дал келерин текшериңиз. SUBCKT Pin Connection Information

. SUBCKT колдонуу менен Таблицаны бекитүү

Сүйүктүү текст редакторуңузду колдонуу менен LMV321. MOD катары мурда катталган LMV321 opamp моделин ачыңыз. Жогоруга жакын биз. SUBCKT билдирүүсүн таба алабыз.

A. SUBCKT кайра колдонулуучу SPICE netlistин аныктайт - программалык камсыздоо тилдеринде анын аты жана байланышкан параметрлери бар функцияга окшош. Өндүрүүчү тарабынан камсыздалган оп-амптын схемасынын синтаксиси мындай көрүнөт:

. SUBCKT

… элемент билдирүүлөрү…

. ENDS

Оп-амптын аты оп-амптын тышкы шилтемеси жана 5 N'лер жогоруда айтылган. SUBCKT буйругунун жогоруда сүрөттөлгөн оп-ампка заказ кылынган электр байланыштарынын тизмеси. Электрдик туташуулар каалаган тартипте болушу мүмкүн, бирок биздин opamp2 белгиси бул тартипти кабыл алат:

1. инверттик эмес киргизүү (In+)
2. тескери киргизүү (In-)
3. оң энергия менен камсыздоо (V+, Vss)
4. терс электр менен камсыздоо (V-, Vee)
5. чыгаруу (Чыгуу)

LTspice ичиндеги жумушчу каталогубуздагы LMV321.asy символун ачыңыз жана Pin символундагы туташуу аттарына. SUBCKT ичиндеги туташуу аттарын картага коюу үчүн Pin Таблицасын караңыз:

Көрүү -> Таблицаны бекитүү

Бардык электрдик туташуулар LTspice Pin Table үчүн туура тартипте, 1ден 5ке чейин:

• инверттелбеген киргизүү (In+) = 1
• тескери киргизүү (In-) = 2
• оң электр менен камсыздоо (V+) = 3
• терс электр менен камсыздоо (V-) = 4
• чыгаруу (Out) = 5

Ошентип, биз символдун пин столуна эч кандай өзгөртүү киргизүүнүн кажети жок.

4 -кадам: Жаңы LMV321 символу үчүн атрибуттарды түзүңүз жана файлды LMV321.asy катары сактаңыз

Opamp Symbol Attribute Assignment

Символ файлын сактоодон мурун акыркы кадам - бул Атрибуттар редакторунун жардамы менен символду атоо. Биз. SUBCKT сабында көрсөтүлгөндөй эле аталышты колдонобуз:

LMV321.

Менюдан Атрибут редакторун ачыңыз:

Түзөтүү -> Атрибуттар -> Атрибуттарды түзөтүү

Төмөнкү өзгөртүүлөрдү киргизиңиз:

• Маанини өзгөртүү: LMV321 (. SUBCKT буйрук сабында ошол эле атты колдонуңуз)
• Сүрөттөмөнү өзгөртүү: LMV321. MODду схемага кошуу (бул тууралуу кийинчерээк)

OK чыкылдатыңыз жана opamp2.asy'ди LMV321.asy катары жумушчу каталогго сактаңыз.

Эскертүүлөр:

• Префикстин жанындагы X тамгасын схемада көрсөтүлөрүн көрсөтүү үчүн калтырыңыз,
• Модель файлы туура чечмелениши үчүн Символ түрүн Уяча катары калтырыңыз,
• Өзгөртүлгөн opamp2.asy символун LTspice китепканасына кайра сактабаңыз же бул файлга таянган башка схемалар бузулган болушу мүмкүн,
• Эгер сиз бул катаны кетирсеңиз (мен бир жолу кылган сыяктуу), сиз баштапкы opamp2.asy файлын кайра синхрондоштуруу менен төмөнкү буйрукту колдонуп калыбына келтире аласыз: Куралдар -> Шайкештирүүнү чыгаруу.

Сиздин жумушчу каталогдо азыр бул файлдар болушу керек:

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

5-кадам: Тест схемасын түзүңүз жана LMV321 Op-ampнын аткарылышын окшоштуруңуз

LMV321 Op-amp моделин симуляцияда сынап көрүңүз

LTspice ичинен жаңы схеманы ачыңыз: Файл -> Жаңы схема

Биз 2 кирешеси бар инверттик эмес күчөткүчкө негизделген оп-амп тесттик схемасын түзөбүз:

Кирүү = 1 + Rf / Rin

Жаңы түзүлгөн LMV321.asy компонентиңизди LTspice тасма менюсунун компоненти буйругун колдонуу менен жумушчу каталогуңуздан кошуңуз.

Ишара: Көптөгөн LTspice колдонуучулары символдун каталогун алардын жумушчу каталогуна өзгөртүү керек экенин билишпейт. Жаңы файлдарга кирүүнү башкаруу үчүн "Top Directory" пунктун алардын жумушчу каталогуна которуңуз.

Оп-ампти 5 вольт менен камсыздоо менен чыңалуу компонентин колдонуңуз.

Экинчи чыңалуу компонентин колдонуп, инверттик эмес кирүүгө 0,2 жана 2,3 вольттун ортосунда кайталануучу импульстар менен оп-ампти сынап көрүңүз.

LTspice лента менюсун колдонуу менен 500 микросекунддук интервалдын үстүнөн убактылуу анализди орнотуңуз. Op SPICE директивасынын буйругун.

. OP буйругу менен симуляциянын аткарылышын төмөнкү параметрлер менен жогорулатыңыз:

.мумкундуктер gmin = 1е-10 абстол = 1е-10

.options plotwinsize = 0

Кайда:

• Gmin (сызыктуу эмес түзмөктөрдө кичине өткөргүчтүктү аныктоо аркылуу түйүндөрдүн калкып кетишине жол бербөө)
• Абстол (чынжырдын каалаган жериндеги токко чыдамдуулукту чектөө)
• plotwinsize (кысуу көзөмөлү, бул жерде 0 эч кандай компорация жок экенин көрсөтөт)

Текст лентасынын менюсун колдонуу менен схемабызга ат кошуңуз:

Улуттук жарым өткөргүч LMV321 модели: Инвертивдүү эмес күчөткүч

Схеманы жумушчу каталогго сактаңыз: test_LMV321.asc

TI веб -сайтынан жүктөлгөн National Semiconductor LMV321 моделинин симуляциясын иштетиңиз:

LTspice тасма менюсунда Run сөлөкөтүн чыкылдатыңыз

Байланышкан зымдардын үстүндө курсоруңузду колдонуп V (сыртка) жана V (Кирүү+) ченегиле

Көңүл буруңуз, жогоруда биз болжогондой, пайда 2 катары көрсөтүлөт.

Сиздин жумушчу каталогдо азыр бул файлдар болушу керек:

• test_LMV321.asc
• LMV321.asy
• LMX321. FAM
• LMV321. MOD
• LMV3x_macromodel.mod

6 -кадам: LMX321 символунан баштап LMX321 символун түзүңүз

LMX321.asy символун туура атрибуттар жана пин тизмеси / Netlist тартиби менен түзүңүз

. SUBCKT маалыматын көрүү үчүн жумушчу каталогуңузга барып, LMX321. FAM моделин сүйүктүү текст редакторуңуз менен ачыңыз (диаграмманы караңыз). Биз жаңы op-amp компонентин жана сыноо схемасын куруу үчүн акыркы эки кадамды кайталайбыз.

Жумушчу каталогуңузда жайгашкан LTspiceден мурда түзүлгөн LMV321.asy белгибизди ачыңыз:

Файл -> Ачуу -> LMV321.asy

Эскертүү: Эгерде сиз LMV321.asy символун мурда жаратпасаңыз, анда анын ордуна opamp2.asy символун ача аласыз.

Атрибуттар редакторунун жардамы менен Мааниси жана Сипаттамасын өзгөртүү (диаграмманы караңыз):

Түзөтүү -> Атрибуттар -> Атрибуттар редактору

• Баасы: LMX321
• Description: LMX321. FAMны схемага кошуу

OK басыңыз

. SUBCKT буйругу менен туура тизилүү үчүн туташуулардын тартибин өзгөртүү үчүн пин столун колдонуңуз (диаграмманы караңыз):

Көрүү -> Таблицаны бекитүү

1ден 5ке чейинки байланыш тизмеси мурунку LMV321 op-amp тизмесинен башка тартипте, андыктан LMX321 символу үчүн пин столун төмөнкүчө өзгөртүүгө туура келет:

• + = 1 ичинде
• In- = 3
• V+ (Vcc) = 5
• V- (Vee) = 2
• Чыгуу = 4

OK басыңыз

Неге? Моделдин ичиндеги. SUBCKT сыпаттамасында In+ "1" ге ыйгарылганын көрөбүз, ошондуктан биз пин столубузда In+ 1ди дайындайбыз. Бирок In-. SUBCKT сүрөттөмөсүндө "3кө" дайындалган, андыктан биз пин-таблицабызда In- ге 3тү дайындайбыз. Жана башка

Жаңы белгини LMX321.asy катары жумушчу каталогго сактаңыз

Сиздин жумушчу каталогдо азыр бул файлдар болушу керек:

• test_LMV321.asc
• LMX321.asy
• LMV321.asy
• LMX321. FAM
• LMV321. MOD
• LMV3x_macromodel.mod

7-кадам: Тест схемасын кайра колдонуңуз жана LMX321 Op-ampнын иштешин окшоштуруңуз

LMX321 Op-amp моделин симуляцияда сынап көрүңүз

Биздин мурунку тестирлөөнү ачып, LMX321 үчүн op-amp шилтемелерин өзгөртүңүз:

Файл -> Ачуу -> test_LMV321.asc

Биздин схемада LMV321 op-amp шилтемесин жок кылыңыз.

LMX321.asy оп-ампти жайгаштыруу үчүн LTspice лента менюсунда компонент опциясын колдонуңуз.

Моделге шилтемени схемалык чиймедеги. INC буйругун оң басуу менен алмаштырыңыз:

. INC LMX321. FAM

Жаңы схемалык максатыбызды чагылдыруу үчүн аталышты алмаштырыңыз:

Максим LMX321 модели: Инвертивдүү эмес күчөткүч

Схеманын башка бардык элементтери ошол бойдон калат.

Схеманы test_LMX321.asc катары жумушчу каталогго сактаңыз

Maxim LMX321 op-amp моделинин симуляциясын иштетүү

LTspice тасма менюсунда Run сөлөкөтүн чыкылдатыңыз

Байланышкан зымдардын үстүндө курсорду колдонуп, V (чыгыш) жана V (Кирүү+) ченегиле

Көңүл буруңуз, жогоруда биз болжогондой, пайда 2 катары көрсөтүлөт.

Сиздин жумушчу каталогдо азыр бул файлдар болушу керек:

• test_LMX321.asc
• test_LMV321.asc
• LMX321.asy
• LMV321.asy
• LMX321. FAM
• LMV321. MOD
• LMV3x_macromodel.mod

8 -кадам: LMV321 белгисинен баштап LMV3x символун түзүңүз

Туура атрибуттар жана пин стол менен LMV3x.asy символун түзүңүз

. SUBCKT маалыматын көрүү үчүн жумушчу каталогуңузга барып, LMV3x_macromodel.mod моделин сүйүктүү текст редакторуңуз менен ачыңыз (диаграмманы караңыз).

Жумушчу каталогуңузда жайгашкан LTspiceтен мурда түзүлгөн LMV321.asy белгибизди ачыңыз:

Файл -> Ачуу -> LMV321.asy

Эскертүү: Эгерде сиз LMV321.asy символун мурда жаратпасаңыз, анда анын ордуна opamp2.asy символун ача аласыз.

Атрибуттар редакторунун жардамы менен Мааниси жана Сипаттамасын өзгөртүү (диаграмманы караңыз):

Түзөтүү -> Атрибуттар -> Атрибуттар редактору

• Мааниси: LM3x
• Description: LMV3x_macromodel.mod схемасына кошуңуз

OK басыңыз

Тууралуу. SUBCKT буйругу менен тизилүү үчүн туташуулардын тартибин өзгөртүү үчүн пин столун колдонуңуз (диаграмманы караңыз):

Көрүү -> Таблицаны бекитүү

Байланыш тизмесинде сандар жок жана параметрлер биздин мурунку эки оп-амп. SUBCKT тизмесинен башкача тартипте.. SUBCKT буйругунда сандык жазуулардын кереги жок, бирок биз LM3x символу үчүн пин столун түпнуска opamp2.asy тартибибизге ылайыкташтырып өзгөртүүбүз керек болот:

• + = 2де
• In- = 1
• V+ (Оң энергия менен камсыздоо) = 4
• V- (Терс энергия менен камсыздоо) = 5
• Чыгуу = 3

OK басыңыз

Неге? 5 казыктын. SUBCKT сүрөттөмөсү белгилүү бир тартипте. Биз биринчи жазууну пин 1 деп кабыл алабыз, бул Inverting Input (In-) параметри. Ошентип, биз Киргизүү Таблицасын 1 номери катары белгилейбиз. Экинчи жазуу 2-пин болот, ал Инвертивдүү эмес Киргизүү (In+). Ошентип, биз Киргизилген Таблицанын жардамы менен In+ жазууну 2 катары белгилейбиз. Ж.б

Жаңы белгини LMV3x.asy катары жумушчу каталогго сактаңыз Жумушчу каталогуңузда азыр бул файлдар болушу керек:

• test_LMV321.asc
• LMV3x1.asy
• LMX321.asy
• LMV321.asy
• LMX321. FAM
• LMV321. MOD
• LMV3x_macromodel.mod

9-кадам: Тест схемасын кайра колдонуңуз жана LMV3x Op-ampнын иштешин окшоштуруңуз

LMV3 Op-amp моделин жана симуляциядагы тестти толуктаңыз

Биздин баштапкы тестирлөөнү ачыңыз жана LMV3xке оп-амп шилтемелерин өзгөртүңүз:

Файл -> Ачуу -> test_LMV321.asc

Биздин схемада LMV321 оп-амптын шилтемесин жок кылыңыз.

LMV3x.asy оп-ампти жайгаштыруу үчүн LTspice лента менюсунда компонент опциясын колдонуңуз

Моделге шилтемени схемалык чиймедеги. INC буйругун оң басуу менен алмаштырыңыз:

. INC LMV3x_macromodel.mod

Жаңы схемалык максатыбызды чагылдыруу үчүн аталышты алмаштырыңыз:

STMicroelectronics LM3x модели: Nonververting Amplifier

Схеманын башка бардык элементтери ошол бойдон калат.

Өзгөртүлгөн схеманы test_LMV3x.asc катары жумушчу каталогго сактаңыз.

STMicroelectronics LMV3x op-amp моделинин симуляциясын иштетүү

LTspice тасма менюсунда Run сөлөкөтүн чыкылдатыңыз

Байланышкан зымдардын үстүндө курсоруңузду колдонуп V (сыртка) жана V (Кирүү+) ченегиле

Көңүл буруңуз, жогоруда биз болжогондой, пайда 2 катары көрсөтүлөт.

Сиздин жумушчу каталогдо азыр бул файлдар болушу керек:

• test_LMV3x.asc
• test_LMX321.asc
• test_LMV321.asc
• LMX321.asy
• LMV321.asy
• LMX321. FAM
• LMV321. MOD
• LMV3x_macromodel.mod

10 -кадам: Моделдик аткарууну жана корутунду сөздөрдү салыштырыңыз

Симуляция моделдерин токтун чыңалуусуна караңыз

Биз изилдеген инвертордук эмес күчөткүч оп-амп симуляциялары үч моделдин ар бири үчүн ырааттуу жыйынтыктарды көрсөтүүдө. Тактап айтканда, биз болжолдогондой 2 чыңалуусу.

Мен сизди үч моделдин ар бирин колдонуу менен дагы бир райондук симуляция менен калтыргым келет. "Начар" иштелип чыккан токтун чыңалуусун өзгөрткүч. Схемада болжолдонгон Vout = Iin * R1 көрсөтүлөт.

Минималдуу катачылыктан улам бир тараптуу токтон улам R2 үчүн сунушталган мааниси R1 менен бирдей болушу керек. Менин схемада мен атайылап R2 үчүн бир кыйла төмөн маанини колдонуп, кадимки дизайн практикасынан тышкары моделдердин айырмачылыктарын ачыкка чыгарууга аракет кылам. Симуляция бизге дизайндын дисперсиясы аркылуу болжолдонгон начар дизайн катасын элестетүүгө жардам бериши керек, анткени R1 жана R2 бирдей эмес.

Үч симуляцияда Maxim LMX321 башкача аткарат, анткени Vout төмөн көрүнөт жана бир жактуу же шыңгыроодо эч кандай айырмачылык жок. Башка эки модель болсо да, STMicro's LMV3x жана National Semi's LMV321 күтүлгөн Vout жыйынтыктарын көрсөтөт, бирок бир жактуу же шыңгыраган жүрүм -турумдагы айрым айырмачылыктар.

Аягында

Мен LTspice үчүн LMV321 үй-бүлөсүн колдонуп, өндүрүүчүнүн op-amp моделдерин импорттоодо кездешкен үч башка ыкманы көрсөттүм. Биз TIнин веб сайтынан National Semiconductor LMV321 моделин, STMicroelectronics LMV3x моделин жана MAXIM LMX321 моделин карап чыктык. Бул үч ыкма LTspicesтин атрибуттары жана Pin Table редакторлору менен бирге. SUBCKT буйругун колдонуп, башка бөлүктөргө op-amp моделдерин импорттоого жардам бериши керек.

Мен ошондой эле кээ бир моделдер учурдагы конвертер схемасына чыңалуу менен көрсөтүлгөндөй башкаларга караганда жакшыраак иштээрин көрсөттүм. Симуляциялоочу долбоорлоруңузда эки же андан көп моделдерди текшерүү сиздин муктаждыктарыңыз үчүн ишенимдүү жыйынтыктарды алууга жардам берет.

Шилтемелер:

LTspice Download жана Documentation

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

LTspice тобу - Yahoo Groups: көп файлдар бөлүшүлгөн, суроолорго активдүү колдоо

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

SPICE Quick Reference Sheet v1.0, Standford EE133 - Кыш 2001: шилтеме. SUBCKT p7-8

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

Op Amp Circuit Collection: National Semiconductor Application Note 31, Сентябрь 2002: эмес инверттелген күчөткүчкө жана токтун чыңалууга айлануу оп-амп микросхемаларына шилтеме

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

Бул көрсөтмөгө байланыштуу бардык файлдар төмөндө zip файлы катары жүктөлүп алынат.

ltspice_lmv321_simulation_files.zip