LTSpice-da chip sotuvchisi Op-Amp modelini qanday ishlatish kerak: 10 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:25

Kirish

LTspice - bu Windows va Mac OS X da ishlaydigan sxematik tasvirga olish, to'lqin shaklini ko'rish vositasi va ko'plab qo'shimcha qurilmalarga ega bo'lgan bepul SPICE simulyatsiya dasturiy vositasi. Men uni elektron xatti -harakatlarini o'rganish va PCB prototipini yaratishdan oldin laboratoriyam uchun yangi sxemalar bilan tezda tajriba o'tkazish uchun ishlataman. O'chirish platasi) dizayni. Yahoo LTspice qo'llab -quvvatlash guruhining analog qurilmalari va chip sotuvchilari tomonidan taqdim etilgan eng keng tarqalgan SPICE modellari bilan mosligi tufayli o'rganish egri chizig'ini yengish oson.

Bu yo'riqnoma rasmda ko'rsatilgandek oddiy kuchaytirgich sxemasini yaratish uchun uch xil chip sotuvchilardan LMV321 op-amp modelini qo'shib, LTspice bilan ta'minlangan komponentlar kutubxonasidan tashqariga chiqishni ko'rsatib beradi. Ushbu modellarning har biri LTspice -da turli xil sotuvchilar veb -saytlaridan taqdim etilgan turli xil komponentli modellarda foydalanish uchun mavjud bo'lgan turli usullarni ajratib ko'rsatadi. Ushbu modellarning har biri turli xil ishlash xususiyatlariga ega. Ushbu ishlash muammolarini ta'kidlash uchun men ushbu uchta modelni tokdan to kuchlanishgacha qayta ishlataman.

Maqsadli auditoriya - bu tarkibiy qismlarni sxemaga joylashtirish va simulyatsiya qilish tajribasiga ega bo'lganlar. Qo'llanma oxirida siz ishlab chiqaruvchi modellari ichida. SUBCKT buyrug'ini LTspice opamp2 Pin Table va Attribute tahrirlovchilarining simulyatsiyalaringizda ishlab chiqaruvchi qismlaridan foydalanish uchun qanday talqin qilishni bilasiz.

1-qadam: LMV321 Op-amp uchun mavjud bo'lgan SPICE modellarini chip sotuvchilardan yuklab oling va yangi katalogga joylashtiring

Ishlab chiqarishning SPICE modellari

Biz ushbu qo'llanmada LMV321 op-ampiga asoslangan uchta SPICE modelini o'z ichiga olamiz. Men qadamlarni tasvirlab berar ekanman, davom eting.

Kelgusi LTspice sxemalari, belgilari va modellari uchun papka yarating. Men bu katalogni kelgusida bizning ishchi katalogimiz deb atayman.

LMV321 op-amp uchun SPICE modellarini olish uchun ushbu chip sotuvchisi veb-saytlariga tashrif buyuring:

• TI veb -sayti (Milliy yarimo'tkazgich PSPICE modelidan foydalanadi): LMV321
• Maksimal operatsion kuchaytirgichlar makromodellari: LMX321
• STMikroelektronika makromodellari: LMV3x opamp Macromodel

Ushbu ko'rsatma yozilgandan so'ng yuklab olish uchun ma'lum fayllar uchun uchta bog'liq diagrammani ko'ring. Kelajakda, agar chip sotuvchilari tomonidan yangi veb -sahifalarga ko'chirilgan bo'lsa, siz model nomlarini qidirishingiz kerak bo'ladi.

TI va STMicro uchun siz yuklangan zip -fayllardan modelni ishchi katalogingizga ko'chirasiz. Maxim modeli uchun siz o'z veb-saytidagi LMX321. FAM faylini o'ng tugmasini bosib LTspice ishchi katalogingizga saqlaysiz.

Ushbu qadam oxirida ishchi katalogingizda ushbu uchta ziravorli model fayllari bo'lishi kerak:

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

Umumiy tuzilmani ko'rish uchun ushbu fayllarning har biri matn muharriri bilan ochilishi mumkin:

• yuqoridagi hujjatlar,
• . SUBCKT buyrug'i,
• Ziravorlar modelni yaratishga buyruq beradi.

2-qadam: Umumiy 5-pinli LTspice Opamp2.asy belgisini oching

Opamp2.asy qayta foydalanish mumkin

LTspice Fayl menyusidan o'rnatish katalogidan opamp2.asy belgisini oching.

Windows -ning standart o'rnatilishi uchun bu shunday bo'ladi:

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

Opamp2 belgisida unga tayinlangan op-amp modeli yo'q. Shunday qilib, u simulyatsiyada ishlamaydi. Shu sababli, bu yaxshi boshlang'ich blok, chunki u beshta umumiy pinni ishlatadigan har qanday op-ampni yaratish uchun chizmalar va havolalarni o'z ichiga oladi:

1. + Da
2. Ichida-
3. V+
4. V-
5. Chiqdi

Shu kabi belgilar fayllaridan birini xato qilib ochmaslik uchun ehtiyot bo'ling:

• opamp.asy (opamp2.asy ga o'xshash, lekin ikkita quvvat pimi bo'lmagan)
• UniversalOpamp2.asy (umumiy modelli to'liq funktsional opamp)

3 -qadam: Opamp2.asy belgisi PIN kodi LMV321. SUBCKT pinli ulanish ma'lumotlariga mos kelishini tekshiring

Jadvalni belgilash. SUBCKT yordamida

Sevimli matn muharriri yordamida ishchi katalogingizda ilgari LMV321. MOD sifatida saqlangan LMV321 opamp modelini oching. Yuqoriga yaqin. SUBCKT bayonotini topamiz.

. SUBCKT qayta ishlatiladigan SPICE tarmoqlar ro'yxatini belgilaydi - bu dasturiy tillaridagi nomi va tegishli parametrlari bo'lgan funktsiyaga o'xshash. Ishlab chiqaruvchi tomonidan etkazib beriladigan op-amp uchun ichki sxemaning sintaksisi quyidagicha:

. SUBCKT

… elementlar bayonoti …

. SONLAR

Op-amp nomi-bu op-amf nomiga tashqi havola va 5 N-to'g'ridan-to'g'ri. SUBCKT buyrug'ining tepasida tasvirlangan op-ampga buyurtma qilingan elektr ulanishlar ro'yxati. Elektr ulanishlari har qanday tartibda bo'lishi mumkin, lekin bizning opamp2 belgisi bu tartibni o'z ichiga oladi:

1. teskari bo'lmagan kirish (+ichida)
2. teskari kirish (In-)
3. ijobiy quvvat manbai (V+, Vss)
4. salbiy quvvat manbai (V-, Vee)
5. chiqish (chiqish)

LTspice ichidagi ishchi katalogimizda LMV321.asy belgisini oching va. SUBCKT ichidagi ulanish nomlarini bizning belgimizdagi ulanish nomlari bilan bog'lash uchun Pin jadvalini ko'ring:

Ko'rish -> Jadvalni mahkamlash

Barcha elektr ulanishlari bizning LTspice pinli jadvalimiz uchun 1 dan 5 gacha to'g'ri tartibda:

• teskari bo'lmagan kirish (+ichida) = 1
• teskari kirish (In-) = 2
• ijobiy quvvat manbai (V+) = 3
• manfiy quvvat manbai (V-) = 4
• chiqish (chiqish) = 5

Shunday qilib, biz ramziy jadvalga hech qanday o'zgartirish kiritmaymiz.

4 -qadam: Yangi LMV321 belgisi uchun atributlarni yarating va faylni LMV321.asy sifatida saqlang

Opamp belgisi atributini belgilash

Belgilar faylini saqlashdan oldingi oxirgi qadam - atributlar muharriri yordamida belgini nomlash. Biz. SUBCKT qatorida ko'rsatilgan nomni ishlatamiz:

LMV321.

Menyudan Attribute Editor -ni oching:

Tartibga solish -> Atributlar -> Atributlarni tahrirlash

Quyidagi o'zgarishlarni amalga oshiring:

• Qiymatni o'zgartirish: LMV321 (. SUBCKT buyruq satrida bo'lgani kabi bir xil nomdan foydalaning)
• Tavsifni o'zgartirish: LMV321. MODni sxemaga qo'shing (bu haqda keyinroq)

OK ni bosing va opamp2.asy -ni LMV321.asy sifatida ishchi katalogingizga saqlang.

Eslatmalar:

• Belgining sxematik ko'rinishini ko'rsatish uchun X belgisini Prefiks yonida qoldiring.
• Belgilar turini hujayra sifatida qoldiring, shunda model fayli to'g'ri talqin qilinadi,
• O'zgartirilgan opamp2.asy belgisini LTspice kutubxonasiga saqlamang yoki bu faylga tayanadigan boshqa sxemalar buzilgan bo'lishi mumkin,
• Agar siz bunday xatoga yo'l qo'ysangiz (xuddi men ham bir marta qilganimdek), siz buyruq yordamida asl opamp2.asy faylini qayta sinxronlash bilan tiklashingiz mumkin: Asboblar -> Sinxronizatsiya.

Ishchi katalogingizda hozirda bu fayllar bo'lishi kerak:

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

5-qadam: Test sxemasini tuzing va LMV321 Op-amp ishlashini simulyatsiya qiling

LMV321 Op-amp modelini simulyatsiyada sinab ko'ring

LTspice ichidan yangi sxemani oching: Fayl -> Yangi sxema

Biz 2 ga teng, teskari bo'lmagan kuchaytirgichga asoslangan op-amp sinov sxemasini yaratamiz:

Daromad = 1 + Rf / Rin

LTspice tasma menyusi komponentasi buyrug'i yordamida ishchi katalogimizdan yangi yaratilgan LMV321.asy komponentini qo'shing.

Maslahat: Ko'pchilik LTspice foydalanuvchilari ramzlar katalogini ishchi katalogiga o'zgartirishlari kerakligini bilishmaydi. Yangi fayllarga kirishni boshqarish uchun "Top Directory" bandini ularning ishchi katalogiga o'tkazing.

Op-ampni kuchlanish komponenti yordamida 5 voltli quvvat manbai bilan quvvatlang.

0,2 dan 2,3 voltgacha bo'lgan takrorlanadigan pulslar bilan ikkinchi kuchlanish komponenti yordamida op-ampni sinab ko'ring.

LTspice tasma menyusi yordamida 500 mikrosaniyali intervalgacha vaqtinchalik tahlilni o'rnating. Op SPICE direktivasi buyrug'i.

. OP buyrug'i bilan simulyatsiya ishini quyidagi variantlar yordamida oshiring:

gmin = 1e-10 abstol = 1e-10 variantlari

.options plotwinsize = 0

Qaerda:

• Gmin (chiziqli bo'lmagan qurilmalarda kichik o'tkazuvchanlikni aniqlash orqali tugunlarning suzishini oldini oladi)
• Abstol (kontaktlarning zanglashiga olib keladigan toklarga bardoshliligini cheklash)
• plotwinsize (siqishni nazorati, bu erda 0 mos kelmasligini bildiradi)

Matn tasmasi menyusi yordamida sxemamizga sarlavha qo'shing:

Milliy yarimo'tkazgichli LMV321 modeli: teskari bo'lmagan kuchaytirgich

Sxemani ishchi katalogingizga saqlang: test_LMV321.asc

TI veb -saytidan yuklab olingan LMV321 milliy yarimo'tkazgich modeli uchun simulyatsiyani ishga tushiring:

LTspice tasmasi menyusidagi Ishga tushirish belgisini bosing

Kursoringiz bilan bog'liq simlar orqali V (chiqish) va V (In+) o'lchovlarini o'tkazing

E'tibor bering, biz yuqorida taxmin qilganimizdek, daromad 2 sifatida ko'rsatilgan.

Ishchi katalogingizda hozirda bu fayllar bo'lishi kerak:

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

6 -qadam: LMV321 belgisidan boshlab LMX321 belgisini yarating

LMX321.asy belgisini to'g'ri atributlar va pin ro'yxati / tarmoq ro'yxati tartibini yaratish

Ishchi katalogingizga o'ting va LMX321. FAM modelini sevimli matn muharriri bilan oching. SUBCKT ma'lumotlarini ko'rish uchun (diagramaga qarang). Biz yangi op-amp komponentini va sinov sxemasini yaratish uchun oxirgi ikki bosqichni takrorlaymiz.

Ishchi katalogingizda joylashgan LTspice -dan ilgari yaratilgan LMV321.asy belgisini oching:

Fayl -> Ochish -> LMV321.asy

Eslatma: Agar siz LMV321.asy belgisini ilgari yaratmagan bo'lsangiz, uning o'rniga opamp2.asy belgisini ochishingiz mumkin.

Qiymat va tavsif belgisini o'zgartirish uchun atributlar muharriridan foydalaning (diagramaga qarang):

Tartibga solish -> Atributlar -> Xususiyatlar muharriri

• Qiymati: LMX321
• Tavsif: LMX321. FAM -ni sxematik tarzda qo'shing

OK ni bosing

. SUBCKT buyrug'i bilan to'g'ri chizish uchun ulanish tartibini o'zgartirish uchun Pin jadvalidan foydalaning (diagramaga qarang):

Ko'rish -> Jadvalni mahkamlash

1-dan 5-gacha bo'lgan ulanishlar ro'yxati oldingi LMV321 op-amp ro'yxatidan farqli o'laroq, shuning uchun biz LMX321 belgisi uchun pin jadvalini quyidagicha o'zgartirishimiz kerak bo'ladi.

• + = 1 ichida
• In- = 3
• V+ (Vcc) = 5
• V- (Vee) = 2
• Chiqish = 4

OK ni bosing

Nima uchun? Modeldagi. SUBCKT tavsifida biz In+ "1" ga qo'yilganligini aniqlaymiz, shuning uchun biz pin jadvalimizda In+ 1 ni belgilaymiz. Lekin InS. SUBCKT tavsifida "3" ga tayinlangan, shuning uchun biz pin jadvalimizda In-ni 3 ga belgilaymiz. Va hokazo

Yangi belgini LMX321.asy sifatida ishchi katalogingizga saqlang

Ishchi katalogingizda hozirda bu fayllar bo'lishi kerak:

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

7-qadam: Test sxemasini qayta ishlating va LMX321 Op-amp ishlashini simulyatsiya qiling

LMX321 Op-amp modelini simulyatsiyada sinab ko'ring

Oldingi sinov sxemasini oching va LMX321 op-amp ma'lumotnomalarini o'zgartiring:

Fayl -> Ochish -> test_LMV321.asc

Bizning sxemamizdagi LMV321 op-ampiga havolani o'chirib tashlang.

LMX321.asy op-ampini joylashtirish uchun LTspice tasma menyusidagi komponentlar variantidan foydalaning.

Modelga havolani sxematik rasmdagi. INC buyrug'ini o'ng tugmasi bilan almashtiring:

. INC LMX321. FAM

Yangi sxematik maqsadimizni aks ettirish uchun sarlavhani o'zgartiring:

Maksim LMX321 modeli: teskari bo'lmagan kuchaytirgich

Sxemaning boshqa barcha elementlari o'zgarishsiz qoladi.

Sxemani ishchi katalogingizda test_LMX321.asc sifatida saqlang

Maxim LMX321 op-amp modeli uchun simulyatsiyani ishga tushiring

LTspice tasmasi menyusidagi Ishga tushirish belgisini bosing

Kursoringiz bilan bog'liq simlar orqali V (chiqish) va V (In+) o'lchovlarini o'tkazing

E'tibor bering, biz yuqorida taxmin qilganimizdek, daromad 2 sifatida ko'rsatilgan.

Ishchi katalogingizda hozirda bu fayllar bo'lishi kerak:

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

8 -qadam: LMV321 belgisidan boshlab LMV3x belgisini yarating

To'g'ri atributlar va pinli jadval bilan LMV3x.asy belgisini yarating

Ishchi katalogingizga o'ting va LMV3x_macromodel.mod modelini sevimli matn muharriri bilan oching. SUBCKT ma'lumotlarini ko'rish uchun (diagramaga qarang).

Ishchi katalogingizda joylashgan LTspice -dan ilgari yaratilgan LMV321.asy belgisini oching:

Fayl -> Ochish -> LMV321.asy

Eslatma: Agar siz LMV321.asy belgisini ilgari yaratmagan bo'lsangiz, uning o'rniga opamp2.asy belgisini ochishingiz mumkin.

Qiymat va tavsif belgisini o'zgartirish uchun atributlar muharriridan foydalaning (diagramaga qarang):

Tartibga solish -> Atributlar -> Xususiyatlar muharriri

• Qiymati: LM3x
• Tavsif: LMV3x_macromodel.modni sxemaga qo'shing

OK ni bosing

. SUBCKT buyrug'i bilan to'g'ri chizish uchun ulanish tartibini o'zgartirish uchun Pin jadvalidan foydalaning (diagramaga qarang):

Ko'rish -> Jadvalni mahkamlash

Ulanishlar ro'yxatida raqamlar yo'q va parametrlar avvalgi ikkita op-amp. SUBCKT-lar ro'yxatidan boshqa tartibda.. SUBCKT buyrug'iga raqamli yozuvlar kiritishga hojat yo'q, lekin biz LM3x belgisi uchun Pin jadvalini asl opamp2.asy tartibiga mos ravishda o'zgartirishimiz kerak bo'ladi:

• + = 2 ichida
• In- = 1
• V+ (ijobiy quvvat manbai) = 4
• V- (manfiy quvvat manbai) = 5
• Chiqish = 3

OK ni bosing

Nima uchun? 5 pinning. SUBCKT tavsifi ma'lum tartibda. Biz birinchi kirishni 1-pin qilib olamiz, bu Inverting Input (In-) parametri. Shunday qilib, biz kirishni Pinli jadval yordamida 1-raqam sifatida belgilaymiz. Ikkinchi yozuv 2-pin bo'ladi, u teskari kirmaydigan (In+). Shunday qilib, biz Pin+ jadvalini ishlatib, In+ yozuvini 2 -raqam sifatida belgilaymiz

Yangi belgini ishchi katalogingizga LMV3x.asy sifatida saqlang Ishchi katalogingizda hozirda bu fayllar bo'lishi kerak:

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

9-qadam: Test sxemasini qayta ishlating va LMV3x Op-amp ishlashini simulyatsiya qiling

LMV3 Op-amp modelini to'ldiring va simulyatsiyada test qiling

Bizning asl sinov sxemasini oching va LMV3x op-amp ma'lumotnomalarini o'zgartiring:

Fayl -> Ochish -> test_LMV321.asc

Bizning sxemamizdagi LMV321 op-ampiga havolani o'chirib tashlang.

LMV3x.asy op-ampni joylashtirish uchun LTspice tasma menyusidagi komponentlar variantidan foydalaning

Sxematik rasmdagi. INC buyrug'ini o'ng tugmasini bosib, modelga mos yozuvlar o'rnini quyidagicha o'zgartiring:

. INC LMV3x_macromodel.mod

Yangi sxematik maqsadimizni aks ettirish uchun sarlavhani o'zgartiring:

STMicroelectronics LM3x modeli: teskari bo'lmagan kuchaytirgich

Sxemaning boshqa barcha elementlari o'zgarishsiz qoladi.

O'zgartirilgan sxemani test_LMV3x.asc sifatida ishchi katalogingizga saqlang.

STMicroelectronics LMV3x op-amp modeli uchun simulyatsiyani ishga tushiring

LTspice tasmasi menyusidagi Ishga tushirish belgisini bosing

Kursoringiz bilan bog'liq simlar orqali V (chiqish) va V (In+) o'lchovlarini o'tkazing

E'tibor bering, biz yuqorida taxmin qilganimizdek, daromad 2 sifatida ko'rsatilgan.

Ishchi katalogingizda hozirda bu fayllar bo'lishi kerak:

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

10 -qadam: Modelning ishlashi va yakuniy xulosalarini solishtiring

Simulyatsiya modellarini oqimdagi kuchlanish davriga ko'rib chiqing

Biz o'rgangan teskari bo'lmagan kuchaytirgich op-amp simulyatsiyalari uchta modelning har biri uchun izchil natijalarni ko'rsatadi. Aytgancha, biz taxmin qilganimizdek, 2 kuchlanish kuchayishi.

Men sizga uchta modelning har biri yordamida yana bitta simulyatsiya simini qoldirishni istardim. "Yomon" ishlab chiqilgan tok kuchlanish konvertori. Sxemada taxmin qilingan Vout = Iin * R1 ko'rsatilgan.

Qarama -qarshi oqim tufayli minimal xato uchun R2 uchun tavsiya etilgan qiymat R1 bilan bir xil bo'lishi kerak. Oddiy dizayn amaliyotidan tashqarida model farqlarini fosh qilish uchun men o'z davramda ataylab R2 uchun ancha past qiymatdan foydalanaman. Simulyatsiya, shuningdek, noto'g'ri dizayndagi xatolarni tasavvur qilishimizga yordam berishi kerak, chunki R1 va R2 bir xil emas.

Uchta simulyatsiyada Maxim LMX321 boshqacha ishlaydi, chunki Vout past ko'rinadi va noaniqlik va qo'ng'iroqlarda farq yo'q. Boshqa ikkita model, STMicro LMV3x va National Semi's LMV321, kutilgan Vout natijalarini ko'rsatib beradi, shuningdek, noaniqlik yoki jiringlash xatti -harakatlaridagi farqlar.

Xulosa

LTspice uchun LMV321 oilasi yordamida ishlab chiqaruvchi op-amp modellarini import qilishda uch xil usulni ko'rsatdim. Biz Milliy yarimo'tkazgichli LMV321 modelini TI veb -saytidan, STMicroelectronics LMV3x va MAXIM LMX321 modellarini ko'rib chiqdik. Bu uchta usul sizga modelning. SUBCKT buyrug'i, LTspices atributlari va Pin-jadval muharrirlari yordamida op-amp modellarini boshqa qismlarga import qilishga yordam beradi.

Men shuni ko'rsatdimki, ba'zi modellar oqim konvertorining kuchlanish sxemasida ko'rsatilganidek, boshqalarga qaraganda yaxshiroq ishlaydi. Simulyatsiya dizaynida ikki yoki undan ortiq modelni sinab ko'rish sizning ehtiyojlaringiz uchun ishonchli natijalarga erishishga yordam beradi.

Manbalar:

LTspice yuklab olish va hujjatlar

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

LTspice guruhi - Yahoo Groups: ko'plab fayllar almashilgan, savollarga faol yordam

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

SPICE tezkor ma'lumotnoma v1.0, Standford EE133 - 2001 yil qish:. SUBCKT p7-8 ga havola.

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

Op Amp O'chirish To'plami: Milliy Yarimo'tkazgichlar Qo'llash Izohi, 31 sentyabr, 2002: teskari bo'lmagan kuchaytirgichga va kuchlanish konversiyali op-amp davralariga oqim.

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

Bu ko'rsatma bilan bog'liq barcha fayllarni zip fayli sifatida yuklab olish mumkin.

ltspice_lmv321_simulation_files.zip