Wie berechne ich den Phasenabstand für einen Rückkopplungsverstärker?

Ich lerne analoges Design und kann das Konzept der Phasenspanne anscheinend nicht genau verstehen und wollte ein paar Fragen stellen:

  • Erster Teil: Ich verstehe, dass die Phasenreserve die Differenz zwischen der Phase bei Einheitsverstärkung und 180 ist

Frage 1: Wenn ich einen invertierenden Verstärker habe, beginnt meine Ausgangsphase bei 180. Wenn die Phase bis zur 3-dB-Frequenz bei 180 bleibt, ist mein Phasenabstand jetzt der Abstand von 0 Grad?

Frage 2: Gibt es eine Gleichung zur Berechnung der Phasenreserve? Was passiert, wenn ich eine negative Phasenverschiebung habe, vergleiche ich jetzt mit -180 Grad?

  • Zweiter Teil: Ich habe dieses Video von Linear.com verfolgt und die folgende Schaltung mit dem Operationsverstärker LT1212 verwendet, um eine Open-Loop-Analyse durchzuführen:

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Wenn Sie dies in LTSpice ausführen, werden zwei verschiedene 0-dB-Kreuzungen im Bode-Diagramm angezeigt (1 MHz [55 Grad] und Abwärtsneigung, 7 MHz [-86 Grad] und Aufwärtsneigung) . Gehe ich zu Recht davon aus, dass diese Schaltung instabil wäre?

Antworten (2)

Normalerweise zeichnen Sie abs (Gain) auf der y-Achse, sodass Sie den Phasenabstand wie bei einem nicht invertierten Operationsverstärker berechnen können. Das heißt, Sie beginnen bei 0 Grad. Oder Sie können Ihr Problem wie in Ihrem Versuch behandeln, aber dies ist kein Industriestandard.

Wenn Sie über Verstärkung und Phase sprechen, ist es wichtig, dass Sie wissen, WELCHE Verstärkereigenschaften Sie meinen: Und wenn Sie sich für die Stabilitätsmargen interessieren, müssen Sie nur den LOOP GAIN untersuchen (im Gegensatz zum Closed-Loop-Gain). Ihre Zeichnung ist korrekt, da Sie die Schleife am invertierenden Eingangsanschluss geöffnet haben (dies führt zu keinen signifikanten Fehlern, da der Eingangswiderstand des Operationsverstärkers sehr groß ist). Dann. die schleifenverstärkung ist das verhältnis der spannungen zwischen den beiden widerständen (ausgang der schleife) und der spannung am inv. Klemme (Schleifeneingang).

Wenn Sie die Verstärkung gegen die Frequenz und die Phase gegen die Frequenz auftragen, ist es sehr einfach, das Stabilitätskriterium anzuwenden.

BEARBEITEN: Stellen Sie sicher, dass Sie eine Wechselstromanalyse über einen geeigneten großen Frequenzbereich durchführen (keine TRAN-Analyse, wie in der Zeichnung angegeben).

Danke, ich glaube, ich verstehe das besser. Es scheint, dass ich mich aus Stabilitätsgründen auf das Verhalten der Rückkopplungsschleife konzentrieren muss, ist das richtig? Für die Inv/Non-Inv-Anordnung spielt der Rest der Schaltung also keine Rolle, und nur meine Beta ist wichtig?
Nein, es kommt auf den LOOP GAIN an: Der Gain um den kompletten Loop herum. Für die besprochene Schaltung ist die Schleifenverstärkung einfach LG=-Ao*R1/(R1+R2), wobei Ao=f(jw) die frequenzabhängige Verstärkung des Operationsverstärkers ohne Rückkopplung ist.
Wie berechne ich den Phasenabstand für einen Rückkopplungsverstärker?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v