Моделирование операционного усилителя с учётом шумов

Данный пример демонстрирует один из методов моделирования шумов в электрических цепях. Схема представляет собой усилитель с частотой среза 10 МГц, где шумовые эффекты генерируются блоком операционного усилителя с ограниченной полосой пропускания (Band-Limited Operational Amplifier). Источник напряжения Vn задаёт эквивалентную спектральную плотность шума 20 $нВ/\sqrt{Гц}$.

Схема модели:

Определение функции для загрузки и запуска модели:

function start_model_engee()
    try
        engee.close("op_amp_with_noise", force=true) # закрытие модели 
        catch err # в случае, если нет модели, которую нужно закрыть и engee.close() не выполняется, то будет выполнена её загрузка после catch
            m = engee.load("$(@__DIR__)/op_amp_with_noise.engee") # загрузка модели
        end;

    try
        engee.run(m, verbose=true) # запуск модели
        catch err # в случае, если модель не загружена и engee.run() не выполняется, то будут выполнены две нижние строки после catch
            m = engee.load("$(@__DIR__)/op_amp_with_noise.engee") # загрузка модели
            engee.run(m, verbose=true) # запуск модели
        end
end

start_model_engee (generic function with 1 method)

Запуск симуляции

start_model_engee();

Building...
Progress 0%
Progress 5%
Progress 10%
Progress 15%
Progress 20%
Progress 25%
Progress 30%
Progress 35%
Progress 40%
Progress 45%
Progress 50%
Progress 55%
Progress 61%
Progress 66%
Progress 71%
Progress 76%
Progress 81%
Progress 86%
Progress 91%
Progress 96%
Progress 100%

Запись данных симуляции в переменные:

t = simout["op_amp_with_noise/SysOutput_1"].time[:]
amp_voltage = simout["op_amp_with_noise/SysOutput_1"].value[:]

WorkspaceArray{Float64}("op_amp_with_noise/SysOutput_1").value

Визуализация данных

using Plots

График напряжения на усилителе:

plot(t, amp_voltage, linewidth=2, title="Напряжение на усилителе", xlabel="Время, с", ylabel="Напряжение, В", lc=2)

Частотная характеристика усилителя:

Блоки, использованные в примере

• Конденсатор
• Электрическое заземление
• Резистор
• Датчик напряжения
• Переход между частотами дискретизации