Voltage Source

선택적 DC 성분, AC 성분, 잡음 성분이 있는 전압원

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라이브러리:
Simscape / Electrical / Sources

설명

Voltage Source 블록은 DC 성분, AC 성분, 잡음 성분이 있는 전압원을 구현합니다. + 단자와 – 단자 간 전압은 다음과 같이 주어집니다.

$$v=v_{DC}+v_{AC}\sin \left(2\pi ft+\varphi \right)+v_N$$

여기서 각각은 다음과 같습니다.

• v_DC는 정상 상태 DC 전압 성분입니다.

• v_AC는 AC 전압 성분의 진폭입니다.

• f는 AC 성분의 주파수입니다.

• ϕ는 AC 성분의 위상 오프셋입니다.

• v_N은 잡음 전압입니다.

소스를 DC만, AC만 또는 이 둘의 조합으로 구성할 수 있습니다. 기본적으로 AC 성분과 DC 성분은 모두 0으로 설정됩니다. 블록을 모델에 배치한 후 0이 아닌 파라미터 값을 지정하여 AC/DC 전압을 정의합니다.

잡음 성분도 선택 사항입니다. 잡음 모드 파라미터를 활성화됨으로 설정하면 추가된 잡음 전압은 다음과 같이 주어집니다.

$$v_N=\sqrt{P_v/2}\frac{N\left(0,1\right)}{\sqrt{h}}$$

여기서 각각은 다음과 같습니다.

• P_v는 1옴 부하에 대한 단방향 잡음 파워 스펙트럼 밀도(단위: V^2/Hz)입니다.

• N은 평균이 0이고 표준편차가 1인 가우스 난수입니다.

• h는 샘플링 간격입니다.

기본적으로 잡음 모드 파라미터는 비활성화됨으로 설정되며 전압원은 열 잡음을 생성하지 않습니다.

잡음 옵션

블록은 Simscape™ Foundation Library의 PS Random Number 소스를 사용하여 가우스 잡음을 생성합니다. 다음과 같은 반복성 파라미터를 설정하여 난수 시드값을 제어할 수 있습니다.

• 반복 불가능 — 모델을 시뮬레이션할 때마다 블록은 MATLAB^® 난수 생성기를 사용하여 난수 시드값을 재설정합니다.

  seed = randi(2^32-1);

• 반복 가능 — 블록은 시드값을 자동으로 생성하고, 항상 동일한 난수로 시뮬레이션을 시작할 수 있도록 블록 내에 이 시드값을 저장합니다. 이 자동 생성된 시드값은 블록 라이브러리의 Voltage Source 블록을 모델에 추가할 때 설정됩니다. 모델의 기존 블록에서 Voltage Source 블록의 새 복사본을 만들면 새 시드값이 생성됩니다. 블록은 위에 표시된 MATLAB 난수 생성기 명령을 사용하여 이 값을 설정합니다.

• 시드값 지정 — 이 옵션을 선택하면, 추가적인 시드값 파라미터를 통해 난수 시드값을 직접 지정할 수 있습니다.

예제

피드백이 있는 선형 전압 레귤레이터

이 예제에서는 개별 컴포넌트로 구성된 단순한 전압 레귤레이터 회로를 보여줍니다. 변동하는 공급은 20V DC와 1V 정현파 변형으로 모델링됩니다. 제너 다이오드 D1은 op-amp의 비반전 입력을 3.2V로 설정합니다. 이에 따라 op-amp가 큰 이득을 가지므로 op-amp 반전 입력 및 출력 또한 3.2V입니다. 따라서 레귤레이터 전압 출력은 3.2*(1000+470)/470=10V가 되도록 조정됩니다. 일반적인 op-amp에서 가능한 것보다 높은 전류를 제공하려면 NPN 양극성 트랜지스터가 필요합니다. 모델은 회로 동작을 확인하고 원하는 전압 조정을 달성할 수 있도록 컴포넌트 선택을 지원합니다.

• 모델 열기

가정 및 제한 사항

• 잡음을 활성화하여 시뮬레이션하면 시뮬레이션 속도가 느려집니다. 잡음이 관심 있는 주파수에서만 생성되고 그 이상에서는 생성되지 않도록 샘플 시간(h)을 선택하십시오.

포트

보존

+ — 양극 포트

전기

전압원의 양의 단자와 연결되는 전기 에너지 보존 포트입니다.

- — 음극 포트

전기

전압원의 음의 단자와 연결되는 전기 에너지 보존 포트입니다.

파라미터

DC 및 AC 성분

DC 전압 — DC 출력 전압

0 V (디폴트 값)

출력 전압의 DC 성분입니다. 0이 아닌 값을 지정하여 DC 성분을 전압원에 추가합니다.

AC 전압 피크 진폭 — AC 전압 진폭

0 V (디폴트 값)

출력 전압의 AC 성분의 진폭입니다. 0이 아닌 값을 지정하여 AC 성분을 전압원에 추가합니다.

AC 전압 위상 변위 — AC 전압 위상 오프셋

0 rad (디폴트 값)

출력 전압의 AC 성분의 위상 오프셋입니다.

AC 전압 주파수 — AC 전압 주파수

60Hz (디폴트 값)

출력 전압의 AC 성분의 주파수(단위: Hz)입니다.

잡음

잡음 모드 — 잡음 옵션

비활성화됨 (디폴트 값) | 활성화됨

다음과 같은 잡음 옵션을 선택합니다.

• 비활성화됨 — 전압원에 의해 잡음이 생성되지 않습니다.

• 활성화됨 — 전압원이 열 잡음을 생성하며 관련 파라미터가 잡음 탭에 표시됩니다.

파워 스펙트럼 밀도 — 파워 스펙트럼 밀도

0 V^2/Hz (디폴트 값)

단방향 스펙트럼 잡음 전력입니다. 엄밀히 말하자면, 이는 전압의 제곱에 대한 밀도 함수이며 일반적으로 1옴 부하로 유입되는 전력으로 간주되므로 단위가 V^2/Hz입니다. 이와 같은 단위 모호성을 피하기 위해 일부 데이터시트에는 V/√Hz 단위의 잡음 밀도로 잡음 전압이 지정되어 있습니다. 이 경우, 데이터시트에 지정된 잡음 밀도의 제곱을 파라미터 값으로 입력해야 합니다.

반복성 — 잡음 제어 옵션

반복 불가능 (디폴트 값) | 반복 가능 | 시드값 지정

다음과 같은 잡음 제어 옵션을 선택합니다.

• 반복 불가능 — 잡음 생성에 사용되는 랜덤 시퀀스를 반복할 수 없습니다.

• 반복 가능 — 잡음 생성에 사용되는 랜덤 시퀀스를 반복할 수 있으며 시스템에서 생성되는 시드값이 사용됩니다.

• 시드값 지정 — 잡음 생성에 사용되는 랜덤 시퀀스를 반복할 수 있으며 시드값 파라미터를 사용하여 시드값을 제어합니다.

반복 가능 옵션에 사용되는 자동 생성 시드값 — 자동 생성 난수 시드값

1964622691 (디폴트 값)

랜덤 시퀀스를 반복할 수 있도록 하기 위해 블록 내에 저장되는 난수 시드값입니다. 파라미터 값은 MATLAB 난수 생성기 명령을 사용하여 자동으로 생성됩니다. 이 파라미터 값을 수정할 수 있지만, 블록을 모델 내의 또 다른 블록으로 복사하는 경우 새 난수 값으로 덮어쓰게 됩니다. 따라서 랜덤 시퀀스의 시드값을 제어하려면 반복성 파라미터에 대해 시드값 지정 옵션을 사용하고 시드값 파라미터를 사용하여 원하는 시드값을 지정합니다.

종속 관계

이 파라미터는 반복성 파라미터에서 반복 가능을 선택한 경우에만 표시됩니다.

시드값 — 난수 시드값

0 (디폴트 값)

잡음 난수 생성기에서 사용되는 난수 시드값입니다.

종속 관계

이 파라미터는 반복성 파라미터에서 시드값 지정을 선택한 경우에만 표시됩니다.

샘플 시간 — 샘플 시간

1e-3 s (디폴트 값)

잡음 소스가 샘플링되는 레이트를 정의합니다. 모델에 관심 주파수를 반영하려면 이 파라미터를 선택합니다. 샘플 시간을 너무 작게 하면 시뮬레이션 속도가 불필요하게 느려지게 됩니다.

확장 기능

C/C++ 코드 생성
Simulink® Coder™를 사용하여 C 코드나 C++ 코드를 생성할 수 있습니다.

버전 내역

R2013a에 개발됨

참고 항목

Current Source | Resistor | Voltage Source (Three-Phase)