Branch data     Line data    Source code

       1                 :            : /*
       2                 :            :  * opamp.cpp - operational amplifier class implementation
       3                 :            :  *
       4                 :            :  * Copyright (C) 2004, 2008 Stefan Jahn <stefan@lkcc.org>
       5                 :            :  *
       6                 :            :  * This is free software; you can redistribute it and/or modify
       7                 :            :  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
       8                 :            :  * the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
       9                 :            :  * any later version.
      10                 :            :  *
      11                 :            :  * This software is distributed in the hope that it will be useful,
      12                 :            :  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
      13                 :            :  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
      14                 :            :  * GNU General Public License for more details.
      15                 :            :  *
      16                 :            :  * You should have received a copy of the GNU General Public License
      17                 :            :  * along with this package; see the file COPYING.  If not, write to
      18                 :            :  * the Free Software Foundation, Inc., 51 Franklin Street - Fifth Floor,
      19                 :            :  * Boston, MA 02110-1301, USA.
      20                 :            :  *
      21                 :            :  * $Id$
      22                 :            :  *
      23                 :            :  */
      24                 :            : 
      25                 :            : #if HAVE_CONFIG_H
      26                 :            : # include <config.h>
      27                 :            : #endif
      28                 :            : 
      29                 :            : #include "component.h"
      30                 :            : #include "opamp.h"
      31                 :            : 
      32                 :            : #define NODE_INM 0
      33                 :            : #define NODE_INP 1
      34                 :            : #define NODE_OUT 2
      35                 :            : 
      36                 :            : using namespace qucs;
      37                 :            : 
      38                 :         10 : opamp::opamp () : circuit (3) {
      39                 :         10 :   type = CIR_OPAMP;
      40   [ +  -  #  # ]:         10 :   setVoltageSources (1);
      41                 :         10 : }
      42                 :            : 
      43                 :          1 : void opamp::initSP (void) {
      44                 :          1 :   allocMatrixS ();
      45         [ +  - ]:          1 :   setS (NODE_INP, NODE_INP, 1);
      46         [ +  - ]:          1 :   setS (NODE_INP, NODE_OUT, 0);
      47         [ +  - ]:          1 :   setS (NODE_INP, NODE_INM, 0);
      48         [ +  - ]:          1 :   setS (NODE_INM, NODE_INP, 0);
      49         [ +  - ]:          1 :   setS (NODE_INM, NODE_OUT, 0);
      50         [ +  - ]:          1 :   setS (NODE_INM, NODE_INM, 1);
      51         [ +  - ]:          1 :   setS (NODE_OUT, NODE_INP, +4 * gv);
      52         [ +  - ]:          1 :   setS (NODE_OUT, NODE_OUT, -1);
      53         [ +  - ]:          1 :   setS (NODE_OUT, NODE_INM, -4 * gv);
      54                 :          1 : }
      55                 :            : 
      56                 :         16 : void opamp::initDC (void) {
      57                 :         16 :   allocMatrixMNA ();
      58         [ +  - ]:         16 :   setB (NODE_INP, VSRC_1, 0);
      59         [ +  - ]:         16 :   setB (NODE_OUT, VSRC_1, 1);
      60         [ +  - ]:         16 :   setB (NODE_INM, VSRC_1, 0);
      61 [ +  - ][ +  - ]:         16 :   setC (VSRC_1, NODE_OUT, -1); setD (VSRC_1, VSRC_1, 0); setE (VSRC_1, 0);
                 [ +  - ]
      62                 :         16 : }
      63                 :            : 
      64                 :      76265 : void opamp::calcDC (void) {
      65                 :      76265 :   nr_double_t g    = getPropertyDouble ("G");
      66                 :      76265 :   nr_double_t uMax = getPropertyDouble ("Umax");
      67 [ +  - ][ +  - ]:      76265 :   nr_double_t Uin  = real (getV (NODE_INP) - getV (NODE_INM));
      68                 :      76265 :   nr_double_t Uout = uMax * M_2_PI * qucs::atan (Uin * g * M_PI_2 / uMax);
      69                 :      76265 :   gv = g / (1 + sqr (M_PI_2 / uMax * g * Uin)) + GMin;
      70         [ +  - ]:      76265 :   setC (VSRC_1, NODE_INP, +gv);
      71         [ +  - ]:      76265 :   setC (VSRC_1, NODE_INM, -gv);
      72         [ +  - ]:      76265 :   setE (VSRC_1, Uin * gv - Uout);
      73                 :      76265 : }
      74                 :            : 
      75                 :          7 : void opamp::calcOperatingPoints (void) {
      76                 :          7 :   setOperatingPoint ("g", gv);
      77                 :          7 : }
      78                 :            : 
      79                 :          6 : void opamp::initAC (void) {
      80                 :          6 :   initDC ();
      81         [ +  - ]:          6 :   setC (VSRC_1, NODE_INP, +gv);
      82         [ +  - ]:          6 :   setC (VSRC_1, NODE_INM, -gv);
      83                 :          6 : }
      84                 :            : 
      85                 :          3 : void opamp::initTR (void) {
      86                 :          3 :   initDC ();
      87                 :          3 : }
      88                 :            : 
      89                 :      76251 : void opamp::calcTR (nr_double_t) {
      90                 :      76251 :   calcDC ();
      91                 :      76251 : }
      92                 :            : 
      93                 :            : // properties
      94                 :            : PROP_REQ [] = {
      95                 :            :   { "G", PROP_REAL, { 1e6, PROP_NO_STR }, PROP_MIN_VAL (1) },
      96                 :            :   PROP_NO_PROP };
      97                 :            : PROP_OPT [] = {
      98                 :            :   { "Umax", PROP_REAL, { 15, PROP_NO_STR }, PROP_POS_RANGE },
      99                 :            :   PROP_NO_PROP };
     100                 :            : struct define_t opamp::cirdef =
     101                 :            :   { "OpAmp", 3, PROP_COMPONENT, PROP_NO_SUBSTRATE, PROP_NONLINEAR, PROP_DEF };