Stabilitási elemzés (fázistartomány) valós visszacsatolási áramkörökben

Tehát volt egy jó ötletem, hogy negatív visszacsatolással szabályozzam az adatgyűjtő áramköröm offset áramát. Természetesen ezt szoftveresen is megteheti, de az eltolás eltávolítása a bemeneti szakaszban csökkentené a lengést és telítettség nélkül nagyobb erősítést engedélyezne az ADC előtti erősítőben, ezáltal javítva az SNR-t.

Szóval megterveztem ezt a visszacsatolási ciklust, és a cégem építette fel. És 50 kHz körül ingadozott, ami valószínűleg a legtöbb szakértő számára nem meglepő, mivel az egyetlen stabilitási elemzésem háromszor volt, hogy negatív visszajelzéseket kaptam.

A tényleges hurok tartalmaz egy minta és egy visszatartó erősítőt (ezt a szakaszt, amely tartalmazza a C track 'role = "presentation"> C sávot és a két R track' role = "presentation"> R sínellenállást, egy korábbi iterációban bemutattuk), de az oszcilláció csak a pálya fázisában fordul elő, ezért reprodukáltam a ciklust, ahogy az a pálya fázisában létezik.

A központi elképzelés az, hogy a visszacsatolási huroknak az OA2 mindkét bemenetét ugyanarra a feszültségre kell kényszerítenie (jól, a kimeneti feszültséget elosztva az OA2 nyílt hurok erősítésével), így a V off off feszültsége 'role = "presentation"> V ki kényszerítve van V eltolásra 'role = "presentation"> V eltolás. Ezután a minta-és-tartás megőrzési módba megy, és megszerzem a V out 'role = "presentation"> V kimenetet .

Tanultam az erősítés és a fázis különbözetet az iskolában, de nem volt még közelmúltbeli gyakorlata ezzel kapcsolatban, és nem igazán tudom, hogyan lehet Bode-sávot létrehozni ehhez a tényleges áramkörhöz. Az OA1 és OA2 jelentése OPA2376, OA3 pedig OPA340. Vannak további kapcsolatok az áramellátás megkerüléséhez stb., Amelyeket otthagytam, mivel nem hiszem, hogy ezek relevánsak lennének a jelút szempontjából. De nyugodtan kérdezzen ezekről, ha van oka a stabilitásra. A tápegység pedig az érzékelő áramát jelenti, ami valójában nem ideális áramforrás. I 1 'role = "prezentáció"> I 1

Hogyan lehet Bode-diagramot kialakítani az ilyen áramkörökhöz olyan nem ideális op-erősítők felhasználásával, amelyek a passzív komponensek által létrehozottakon kívül nagy pólusokat is tartalmaznak? Csak olvassa el a műszaki lapokat, és tegye rá

Aggódom, mert az oszcillációs frekvencia olyan alacsony és közel van a kívánt sávszélességhez.

Helyesen mondom, hogy a fáziseltolódási problémát a 10 Hz alatti op erősítők sarokfrekvenciái okozzák? Ha ellenállás-visszacsatoló hálózatot használok, akkor megcsonkítom-e a nyitott hurok erősítést, eltolva a frekvenciát a saroktól jobbra (ahol a nyitott hurok nyoma metszi az új erősítést)? És a fáziseltolás is nagyobb frekvencián indul?

Az a benyomásom, hogy az OA1 és OA3 egységfeszültség-erősítéssel rendelkezik (inverter), a meglévő visszacsatolás miatt. Ami az OA2-t hagyja problémaként. Mi lenne a jó visszacsatolási hurok az OA2 számára, hogy stabilizálja a kör egészét, miközben az eltolási hiba kicsi marad és kevés idő alatt rendeződik (mert készenléti állapotba kell mennem)? Vagy inkább a C tia és/vagy R sávot kell módosítanom a meglévő oszlopok áthelyezéséhez, ahelyett, hogy újakat hoznék létre? 250 μ s 'role = "prezentáció"> 250 μ s C tia' role = "prezentáció"> C tia R track 'role = "prezentáció"> R track

Hű, fantasztikus, hogy felteszed ezt a kérdést, ez csodálatra méltó bátorságot mutat.

A valós hurokstabilitás elemzése.

"Hogyan lehet Bode-diagramot kialakítani az ilyen áramkörökhöz olyan nem ideális op-erősítők felhasználásával, amelyek a passzív komponensek által létrehozottakon kívül nagy pólusokat is tartalmaznak?"

Az áramköri tervek kidolgozása során két kérdést kell szem előtt tartani:

  1. Megteszi-e ezt a kialakítást, amit meg kell tennie?
  2. Vajon ez a kialakítás azt csinálja-e, amire állítólag (megtervezték)?

Az első kérdés a legfontosabb, de most megkerüljük, hogy megvizsgáljuk a másodikat, ahol a stabilitási elemzés illeszkedne a tervezési folyamatba. Ez egy jól ismert technika, Bode elemzésének bemutatása lesz, amelyet OpAmps-ekből, ellenállásokból, kondenzátorokból és a bal félsík pólusaiból és nulláiból álló egyszerű hurkokra alkalmaznak. Bár kiterjeszthető bonyolultabb fürtökre is, nem lesz ott, mert elég hosszú lesz. Tehát semmilyen vitát nem talál a ciklustopológiákról, amelyek egy működési ciklus alatt időszakosan váltanak, nincsenek elhalványuló pólusok, nincsenek eltévedt nullák a jobb félsíkon, és nincs más piszkos trükk.

A stabilitási elemzés három lépésből áll:

Néhány dolog, amit szem előtt kell tartani Bode elemzésével kapcsolatban:

  • Ez csak egy lineáris technika. A hurokban nem engedélyezett frekvenciaszorzás. a beolvasott forrás frekvenciáját össze kell hasonlítani a bemenettel és a kimenettel anélkül, hogy energiát helyeznének más frekvenciákba, hogy az eredmények hasznosak legyenek.
  • Valójában ez egy kicsi AC jel típusú elemzés is.
  • Az elemzést csak nyílt hurkokon végezzük. A zárt hurok elemzése lapos nulla dB választ ad, amíg a nyitott hurok erősítése nulla dB alá nem csökken. Tehát meg kell szakítania a hurkot, és akkor láthatja az összes pólus és nulla hozzájárulását a hurokban.
  • Bármely hurok, amelynek erősítése meghaladja a nulla dB-t 20 dB/évtizednél (egynél több kompenzálatlan pólus), instabil lesz.
  • Nagyon szeretne 35 fok feletti fázistartományt.

Az 1. és a 2. lépést végigcsináljuk a ciklusoddal példaként.

1. Gyors és piszkos

piros zászlók

Vessen egy gyors pillantást a hurokra, hogy bármi feltűnjön.