Warum kann ein großes Signal ein bedingt stabiles System instabil machen?

„Große Signalgrenzen“ bezieht sich auf nichtlineare Effekte wie Sättigung (oder „Grenze“), bei denen die Schleifenverstärkung wesentlich reduziert wird, da die Verstärkung des Sättigungselements effektiv abnimmt, wenn seine Eingangssignalamplitude zunimmt; dh die Eingangsamplitude nimmt zu, aber die Ausgangsamplitude bleibt an ihrer Grenze, daher verringert sich die Verstärkung.

Wenn die Schaltung mit Designverstärkung arbeitet, ist sie stabil.

Wenn ein Verstärker aufgrund von Überlast oder beim Einschalten gesättigt ist, wenn seine Schienenspannung sehr niedrig ist, ist die Verstärkung niedriger und die Schleife wird instabil. Eine Gefahr besteht darin, dass die Instabilität während des Einschaltens zu Überlastungen führt, was die niedrige Verstärkung und die Instabilität aufrechterhält. Eine weitere Gefahr besteht darin, dass eine Überlastung auftreten kann, möglicherweise aufgrund einer vorübergehenden Eingabe in das System, die das System zwischen den Endanschlägen oszillieren lässt.

Ein bedingt stabiles System benötigt einen Mechanismus, um eine Überlastung zu erkennen und den Betrieb wieder in den stabilen Bereich zurückzusetzen.

Der Text im roten Kästchen bezieht sich auf Laständerungen (kein "großes Signal" gemäß OP), daher ist meine Antwort ein Versuch zu zeigen, wie sich die Phasenverschiebung problematisch ändern kann, wenn Lasten zum Ausgang eines Spannungsreglers mit Strommodus-Regelschleife hinzugefügt werden . Dafür verwende ich eine Verstärkung von 1000 und eine Tiefpass-Ausgangsstufe, die aus einem 10-k-Widerstand und einem 1-uF-Ausgangskondensator besteht: -

Wenn sich die Last ändert, wird die Phasenantwort in der Frequenz höher verschoben (wie zu sehen ist) und, wenn sich die Steuerschleife darauf verlassen hat, dass die Phasenverschiebung aus Stabilitätsgründen (am 0-dB-Verstärkungspunkt) deutlich nahe an einer Verzögerung von 90 Grad liegt, dann als Last hinzugefügt wird, kann dies abhängig von der Zusammensetzung des Steuerungssystems zu mehr oder weniger Instabilität führen.