مولد موج مثلثی (Triangle Wave Generator)

این مثال پیاده‌سازی یک مدار مولد موج مثلثی با استفاده از دو آپ‌امپ را نشان می‌دهد. مرحله اول مدار یک مقایسه‌گر (Comparator) است که با یک آپ‌امپ ساخته شده است. خروجی مقایسه‌گر توسط دو دیود زنر محدود به حدود ±5 ولت می‌شود. این محدودیت ایجاد شده توسط دیودهای زنر منجر به تولید موج مربعی می‌شود.

مرحله دوم مدار یک انتگرال‌گیر (Integrator) است. انتگرال‌گیری از موج مربعی، یک موج مثلثی ایجاد می‌کند. بلوک موج سینوسی (Sine Wave) دامنه موج را از طریق بلوک مقاومت متغیر (Variable Resistor) تنظیم می‌کند و منبع ولتاژ DC (DC Voltage Source) می‌تواند برای افزودن یک آفست DC به کار رود. برای اطلاعات بیشتر درباره نحوه ساخت این مدل با استفاده از کتابخانه‌های Simscape و Simscape Electrical به بخش “مثال – مدل‌سازی مولد موج مثلثی” در راهنمای کاربری Simscape™ Electrical™ مراجعه کنید.

دو بلوک Band-Limited Op-Amp بر اساس مشخصات دستگاه LM7301 پارامتری‌سازی شده‌اند. در دیتاشیت، بهره مدار 97 دسی‌بل ذکر شده که معادل با بهره 1097/20=7.1×10410^{97/20}=7.1 \times 10^41097/20=7.1×104 است. مقاومت ورودی 39 مگااهم و نرخ تغییر (Slew Rate) 1.25 ولت بر میکروثانیه اعلام شده است. پهنای باند نیز 4 مگاهرتز گزارش شده است. برای مقاومت خروجی مقداری ذکر نشده، بنابراین این مقدار برابر صفر در نظر گرفته شده است. البته در عمل مقاومت خروجی نسبت به مقاومت سری 1000 اهم در این مدار بسیار کوچک است و تأثیر چندانی ندارد.

مدل:

نتایج شبیه‌سازی از Simscape Logging

نمودار زیر ولتاژ خروجی هر مرحله را برای مدار موج مثلث نشان می دهد. مقایسه کننده با محدودیت های اعمال شده توسط دیودهای زنر یک موج مربعی ایجاد می کند. ادغام موج مربعی یک موج مثلثی تولید می کند.

نتایج شبیه‌سازی در زمان واقعی

این مثال بر روی یک دستگاه هدف بلادرنگ Speedgoat Performance با یک پردازنده Intel® 3.5 GHz i7 چند هسته ای آزمایش شده است. این مدل می تواند در زمان واقعی با اندازه گام 40 میکروثانیه اجرا شود.