การวิเคราะห์เสถียรภาพ (ระยะขอบ) ในวงจรป้อนกลับจริง


15

ดังนั้นฉันจึงมีความคิดที่สดใสในการใช้ความคิดเห็นเชิงลบเพื่อควบคุมกระแสไฟฟ้าในวงจรการเก็บข้อมูลของฉัน แน่นอนว่าคุณสามารถทำสิ่งนี้ได้ในซอฟต์แวร์ แต่การลบออฟเซ็ตที่ระยะอินพุตจะลดการสวิงและทำให้ได้กำไรมากขึ้นในแอมพลิฟายเออร์ pre-ADC โดยไม่อิ่มตัวดังนั้นจึงปรับปรุง SNR

ดังนั้นฉันจึงออกแบบลูปการตอบรับนี้และ บริษัท ของฉันสร้างมันขึ้นมา และมันก็สั่นไหวที่ประมาณ 50kHz ซึ่งอาจมาจากผู้เชี่ยวชาญส่วนใหญ่ไม่ได้เพราะการวิเคราะห์เสถียรภาพเพียงอย่างเดียวที่ฉันทำคือการตรวจสอบสามครั้งว่าฉันมีข้อเสนอแนะเชิงลบ

ลูปที่แท้จริงรวมถึงแอมพลิฟายเออร์ตัวอย่างและถือ (ส่วนนี้ซึ่งรวมถึงแทร็กและตัวต้านทานได้รับการพิสูจน์ในการทำซ้ำก่อนหน้านี้) แต่การแกว่งเกิดขึ้นเฉพาะระหว่างเฟสแทร็กเท่านั้น ฉันทำซ้ำลูปตามที่มีอยู่ในช่วงแทร็กติดตามRติดตาม

แนวคิดหลักคือข้อเสนอแนะลูปควรบังคับให้อินพุตสองตัวของ OA2 เป็นแรงดันไฟฟ้าเดียวกัน (เช่นกันแรงดันเอาต์พุตที่หารด้วย OA2 open-loop gain) ดังนั้นแรงดันออฟเซ็ตของV_เพื่อ{ชดเชย}} จากนั้นกลุ่มตัวอย่างและถือสลับไปที่โหมดค้างไว้และฉันได้มา{}} V ชดเชย V ออกVออกVสาขาVออก

CircuitLab Schematic vx9f56

ฉันศึกษามาร์จิ้นและระยะขอบในโรงเรียน แต่ฉันไม่เคยได้รับการฝึกฝนมาก่อนและไม่แน่ใจว่าจะทำอย่างไรกับการสร้างพล็อต Bode สำหรับวงจรจริงนี้ OA1 และ OA2 เป็นOPA2376และ OA3 เป็นOPA340 มีการเชื่อมต่อเพิ่มเติมสำหรับการบายพาสทางพัสดุ ฯลฯ ซึ่งฉันออกไปเพราะฉันไม่คิดว่าพวกเขาเกี่ยวข้องกับเส้นทางสัญญาณ แต่อย่าลังเลที่จะถามเกี่ยวกับสิ่งเหล่านั้นหากมีเหตุผลที่พวกเขาจะมีความมั่นคง และแหล่งจ่ายไฟแสดงถึงกระแสจากเซ็นเซอร์ซึ่งไม่ใช่แหล่งกำเนิดกระแสอุดมคติI1

เราจะพัฒนา Bode-plot สำหรับวงจรเช่นนี้ได้อย่างไรโดยใช้ op-amps ที่ไม่เหมาะที่มีเสาสำคัญนอกเหนือจากที่สร้างขึ้นโดยชิ้นส่วนพาสซีฟของฉัน เพียงแค่อ่านจากเอกสารข้อมูลทางเทคนิคและวางซ้อน

ฉันกังวลเพราะความถี่การสั่นอยู่ในระดับต่ำและใกล้กับ passband ที่ฉันต้องการ

ฉันถูกต้องหรือไม่ที่จะคิดว่าปัญหาการเปลี่ยนเฟสเกิดจากความถี่มุมของ op-amps ต่ำกว่า 10Hz หรือไม่ ถ้าฉันใช้เครือข่ายผลป้อนกลับความต้านทานฉันจะตัดทอนอัตราการเปิดแบบวนซ้ำย้ายความถี่มุมไปทางขวา (ที่พล็อตแบบวนรอบตัดการรับผลประโยชน์ใหม่) และการเปลี่ยนเฟสจะเริ่มที่ความถี่สูงขึ้นหรือไม่

ความประทับใจของฉันคือทั้ง OA1 และ OA3 มีแรงดันไฟฟ้ารวมเป็นหนึ่งเดียว (กลับด้าน) เนื่องจากข้อเสนอแนะที่มีอยู่ ซึ่งทำให้ OA2 เป็นปัญหา สิ่งที่จะเป็นข้อเสนอแนะที่ดีสำหรับ OA2 เพื่อรักษาเสถียรภาพของลูปโดยรวมในขณะที่รักษาข้อผิดพลาดออฟเซ็ทเล็ก ๆ และตั้งเวลาไม่เกิน (เพราะฉันต้องเปลี่ยนเป็นโหมดพัก)? หรือฉันควรจะปรับและ / หรือแทนเพื่อย้ายเสาที่มีอยู่แทนการสร้างเสาใหม่?แทร็ก 250 μ s C tia R250μsCtiaRtrack


1
คุณเข้าใจใช่มั้ยข้อเสนอแนะเชิงลบแบนด์วิธแบบเต็มกำลังลบล้างสัญญาณของคุณและออฟเซ็ตด้วยหรือไม่ คุณต้องการ จำกัด แบนด์วิดท์ของข้อเสนอแนะการยกเลิกออฟเซ็ตของคุณให้มีค่าต่ำมากซึ่งโดยทั่วไปจะน้อยกว่า 1 Hz สิ่งนี้เรียกว่า "DC servo loop" และคุณสามารถค้นหาข้อมูลมากมายโดยใช้คำนั้นในการค้นหา
Dave Tweed

@Dave: นั่นคือสิ่งที่กลุ่มตัวอย่างมีไว้เพื่อ บางที "ออฟเซ็ตอินพุต" อาจไม่ใช่คำที่ถูกต้อง แต่ฉันกำลังวัดการเชื่อมต่อออปติคัลที่แตกต่างกันตามเวลาระหว่าง LED และ phototransistor LED จะถูกมอดูเลตโดยคลื่นสี่เหลี่ยม วงจรนี้ควรจะเป็นศูนย์การตอบสนองต่อแสงโดยรอบ / ภายนอกซึ่งอาจเปลี่ยนแปลงเร็วกว่า 1Hz แอมพลิฟายเออร์ตัวอย่างและ OA3 ถูกซิงโครไนซ์กับการกระตุ้น LED
Ben Voigt

1
ในกรณีนั้นสิ่งที่คุณกำลังสร้างเรียกว่า " แอมพลิฟายเออร์ที่มีความเสถียร " ซึ่งเป็นคำค้นหาที่ดีอีกคำหนึ่ง
Dave Tweed

1
@Kaz: มองใกล้ยิ่งขึ้นอินพุตเป็นแหล่งปัจจุบัน
Ben Voigt

1
โอ้ฉันไม่ดี ฉันเห็นลูกศรเล็ก ๆ ที่อยู่ด้านหลังไซนัส
Kaz

คำตอบ:


19

ว้าวมันน่าประทับใจมากที่คุณจะถามคำถามนี้มันแสดงให้เห็นถึงความกล้าหาญที่น่าชื่นชม

การวิเคราะห์เสถียรภาพของลูปในโลกแห่งความจริง

"เราจะพัฒนา Bode-plot สำหรับวงจรเช่นนี้ได้อย่างไรโดยใช้ op-amps ที่ไม่เหมาะที่มีเสาสำคัญนอกเหนือจากที่สร้างขึ้นโดยชิ้นส่วนพาสซีฟของฉัน"

ควรคำนึงถึงสองคำถามในขณะที่การออกแบบวงจร:

  1. การออกแบบนี้ทำสิ่งที่ต้องทำหรือไม่?
  2. การออกแบบนี้ทำในสิ่งที่ควรจะทำหรือไม่

คำถามแรกเป็นคำถามที่สำคัญที่สุด แต่เราจะข้ามไปดูคำถามที่สองซึ่งเป็นที่ที่การวิเคราะห์เสถียรภาพจะเข้ากับกระบวนการออกแบบ นี่จะเป็นการสาธิตเทคนิคที่เป็นที่รู้จักกันดีการวิเคราะห์ Bode นำไปใช้กับลูปแบบง่าย ๆ ประกอบด้วย OpAmps ตัวต้านทานตัวเก็บประจุและเสาครึ่งระนาบและศูนย์ แม้ว่าสิ่งนี้สามารถขยายไปยังประเภทลูปที่ซับซ้อนมากขึ้น แต่มันจะไม่อยู่ที่นี่เพราะจะยาวพอ ๆ กับที่มันเป็น ดังนั้นคุณจะไม่พบการสนทนาของวงทอปทอปที่สลับเป็นระยะในระหว่างรอบการปฏิบัติการไม่มีเสาหายไปไม่มีศูนย์ระนาบระนาบครึ่งทางขวาและไม่มีเทคนิคสกปรกอื่น ๆ

การวิเคราะห์เสถียรภาพเกี่ยวข้องกับสามขั้นตอน:

  1. การประเมินผลที่รวดเร็วและสกปรก (QnD)
    • มองหาธงสีแดง เปิดเผยข้อผิดพลาดที่ชัดเจนใด ๆ
    • ทำการสำรวจของเสาและศูนย์และกำไรจากห่วง
    • ใช้โมเดล Bode asymptotic เพื่อรับการประเมินคร่าวๆของระยะขอบ ให้ความสนใจมากที่สุดกับระยะขอบเนื่องจากเป็นตัวบอกความเสถียรที่เชื่อถือได้มากที่สุดในขณะที่อัตราขยายจะต้องมากกว่า 0dB
  2. แบบจำลองเชิงตัวเลขและการจำลอง ใช้สิ่งนี้เพื่อให้ได้ภาพที่แม่นยำและแม่นยำมากขึ้นของอัตราการวนลูปและระยะขอบที่มากกว่าที่ QnD มอบให้ นอกจากนี้คุณยังสามารถทำการวิเคราะห์ montecarlo ของความเสถียรของลูป
  3. การวัดทางกายภาพ ฉันจะพูดคุยเกี่ยวกับสิ่งนี้ได้ที่นี่ในบทนำเพราะมันใหญ่เกินไป ใครก็ตามที่ทำงานด้วยลูปประสิทธิภาพสูงและจริงจังกับความมั่นคงจะทำการวัดลูปทางกายภาพของวงจรของพวกเขา สำหรับการวัดลูปคุณจะต้องใช้เครื่องวิเคราะห์เครือข่าย (เช่นE5061หรือAP300เป็นต้น) และเครื่องขยายเสียงสรุปเพื่อแยกลูปและฉีดสัญญาณรบกวน มันเป็นเรื่องดีมากที่จะสร้างแอมป์รวมกับตัวเชื่อมต่อขนาดเล็กบางส่วนในการออกแบบของคุณเพื่อให้คุณสามารถวนซ้ำได้ตลอดเวลา

สิ่งที่คุณควรคำนึงถึงเกี่ยวกับการวิเคราะห์ Bode:

  • นี่เป็นเทคนิคเชิงเส้นเท่านั้น ไม่อนุญาตให้มีการทวีคูณความถี่ในลูป ... ต้องทำการเปรียบเทียบความถี่ของแหล่งข้อมูลที่ swept ที่อินพุทและเอาท์พุทโดยไม่ต้องใส่พลังงานใด ๆ เข้าไปในความถี่อื่นเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่มีประโยชน์
  • นี่เป็นสัญญาณการวิเคราะห์ขนาดเล็กของ AC
  • การวิเคราะห์ทำได้เฉพาะกับลูปแบบเปิด การวิเคราะห์ลูปแบบปิดทั้งหมดจะทำให้คุณได้รับการตอบกลับแบบแบนที่ระดับศูนย์ dB จนกว่าอัตราการเปิดวงจะลดลงต่ำกว่าศูนย์เดซิเบล ดังนั้นคุณต้องทำลายลูปแล้วคุณจะเห็นการสนับสนุนของโพลและศูนย์ทั้งหมดในลูป
  • การวนซ้ำใด ๆ ที่มีอัตราขยายที่เป็นศูนย์ dB ที่> 20dB / ทศวรรษ (มากกว่า 1 ขั้วที่ไม่มีการชดเชย) จะไม่เสถียร
  • คุณต้องการระยะขอบ> 35 องศา

เราจะทำตามขั้นตอนที่ 1 และ 2 โดยใช้ลูปของคุณเป็นตัวอย่าง

1. รวดเร็วและสกปรก

ธงแดง

ลองมองดูทั่วโลกอย่างรวดเร็วเพื่อค้นหาสิ่งที่โดดเด่น

  • ในกรณีนี้เราเห็น OA2 ซึ่งไม่ได้รับผลกำไรที่ไม่สามารถควบคุมได้ การมีแอมป์ที่ไม่ได้รับการชดเชยในลูปมักจะเป็นที่สงสัยอยู่เสมอ หากต้องการอัตราขยายสูงที่ DC ควรใช้ตัวรวม
  • ไม่มีเลขศูนย์เลย นี่เป็นสิ่งที่ไม่ดีเนื่องจากมีมากกว่า 1 ขั้ว (อันที่จริงมี 3 เสา) ... วงจะไม่เสถียรโดยมีอัตราขยายที่เพียงพอ (และเนื่องจาก OA2 มีอัตราขยายสูงสุด

โปรดจำไว้ว่านี่เป็นความประทับใจแบบแฟลชโดยมองหาสิ่งที่โดดเด่น มันจะทำงานได้ดีที่สุดหากคุณเห็นว่ามีอะไรใน 5 หรือ 10 วินาที บ่อยครั้งที่การทำเช่นนี้กับวงจรของคุณเองเป็นเรื่องยากมุมมองภายนอกอาจมีค่ามาก

การสำรวจขั้วโลกศูนย์และกำไร

การวิเคราะห์แบบอสมมาตรเป็นลางบอกเหตุทำงานได้ดีที่สุดกับเสาและศูนย์อย่างง่ายและมีความแม่นยำน้อยกว่ากับเสาและศูนย์ที่ซับซ้อนเนื่องจากปัจจัยการหน่วง โดยปกติแล้วลูป OpAmp จะมีเสาและศูนย์เป็นส่วนใหญ่ ไปข้างหน้าและบัญชีสำหรับคู่ที่ซับซ้อนใด ๆ แต่โปรดทราบว่าการวิเคราะห์โดยประมาณนี้มีแนวโน้มที่จะไม่ถูกต้องและมองในแง่ดีเกินไปเมื่อมี ในกรณีนี้แม้ว่าเสาทั้งหมดจะง่าย

โดยปกติแล้วจะเป็นการดีที่สุดที่จะแยกแยะสิ่งต่าง ๆ ตามระยะ OpAmp ดังนั้น:

  • OA1: ขั้วโลกที่ 36kHz, ได้รับ = 26dB
  • OA2: ขั้วโลกที่ 1Hz, กำไร = 120dB หมายเหตุนี่เป็นการคาดเดาที่ LFP และกำไรของ OA2 เนื่องจากฉันยังไม่ใส่ใจที่จะดู
  • OA3: ขั้วโลกที่ 6kHz, กำไร = 0dB

แบบจำลองโบกแบบ Asymptotic

เมื่อใช้ตำแหน่งขั้วโลกจากการสำรวจให้นับระยะขอบโดยใช้แบบจำลอง asymptotic Bode ระลึกถึงเสาระนาบครึ่งด้านซ้ายและลักษณะเป็นศูนย์ตามลางบอกเหตุคือ:

  • เสา: กำไรลดลงที่ 20dB / ทศวรรษ (6dB / octave) เริ่มต้นที่ความถี่เสา เฟสอยู่ที่ 45deg / ทศวรรษ (13.5deg / octave) รวม 90deg ที่ศูนย์กลางที่ความถี่เสา
  • ศูนย์: ได้รับเพิ่มขึ้นที่ 20dB / ทศวรรษ (6dB / octave) เริ่มต้นที่ศูนย์ความถี่ เฟสเพิ่มขึ้นที่ 45deg / ทศวรรษ (13.5deg / octave) รวม 90deg ที่กึ่งกลางที่ความถี่ศูนย์

อันดับแรกเรารู้ว่าเราจะต้องใส่ใจกับเฟสในกรณีนี้เนื่องจาก OA2 ได้รับสูง เพียงเพิ่มเฟสสำหรับความถี่สองสามครั้งจนกว่าเราจะพบว่าระยะขอบนั้นเป็นศูนย์ เพื่อให้สิ่งต่าง ๆ เรียบร้อยฉันจะวางมันไว้ในโต๊ะ

ความถี่OA1OA2OA3φT φM กระแสตรง-180-180-180-5401806kHZ-190-270-225-6853518kHz-212-270-247-729-936kHZ-225-270-260-755-35

φMφM

φM

การใช้การวิเคราะห์ลางบอกเหตุโดยประมาณอาจเป็นวิธีที่รวดเร็วในการทำความเข้าใจการวนซ้ำ คุณสามารถเขียนมันออกมาบนผ้าเช็ดปากในแถบมืดที่เย็นสบาย ... อ่าไม่เป็นไรนั่นเป็นช่วงเวลาที่มีความสุขมาก แต่คุณสามารถเขียนลวก ๆ ที่ขอบสไลด์ทบทวนการออกแบบของลูปในขณะที่ผู้นำเสนอพูดคุยเกี่ยวกับมันแล้วก่อนที่สไลด์จะพลิกถามพวกเขาว่าพวกเขากังวลเกี่ยวกับการเปลี่ยนเฟสทั้งหมดหรือไม่ (เริ่มถามคำถามแบบนั้นในรีวิวการออกแบบและคุณอาจไม่ต้องเสียเวลามากในการอ่าน)

แล้วใครที่วิเคราะห์แบบนี้ ดูเหมือนว่าไม่มีใครทำ คนส่วนใหญ่เพียงดำดิ่งลงในแบบจำลองตัวเลขซึ่งไม่ดีเกินไป วิธีการ QnD สามารถทำให้คุณคิดถึงลูปในแบบที่คุณอาจไม่ทำ หลังจาก QnD คุณจะรู้ว่าวงควรทำอะไรและคุณจะก้าวข้ามปัญหาที่ใหญ่ที่สุดด้วยการจำลองเชิงตัวเลขซึ่งเป็นความงมงายตาบอดและการยอมรับคำตอบมายากล

2. แบบจำลองเชิงตัวเลขและการจำลอง

RผมRโอAโวลต์

สำหรับแอมพลิฟายเออร์สองตัวที่ใช้ที่นี่พารามิเตอร์รุ่นคือ:

พารามิเตอร์OPA2376OPA340Aโวลต์ 126dB115 dBLFP0.6 เฮิร์ต4 เฮิร์ตRi1012 โอห์ม1013 โอห์มRo150 โอห์ม10 โอห์ม

คุณสามารถแยกลูปได้ทุกที่ (ยกเว้นแอมพลิฟายเออร์รวมชุมทาง) ขณะสร้างโมเดล ฉันเลือกที่จะทำลายมันที่โหนดร่วมกับ Rfb, Rtrack2 และ OA3out โดยแยก Rfb เพื่อทำให้มันเป็นอินพุตสำหรับระยะที่ 1 (OA1) อย่างชัดเจน ดังนั้นออสซิลเลเตอร์ (และอินพุตลูป) จะเข้าสู่ OA1 ถึง Rfb และเอาต์พุตลูปจะอยู่ที่เอาต์พุต OA3 สร้างแบบจำลองใน SPICE เช่นตัวจำลองที่คุณเลือกและพล็อตขนาดและเฟสของ OA3out / Oscin

นี่คือผลลัพธ์ที่ฉันได้รับจาก 1Hz ถึง 1MHz

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

φMφM

φM

φMผลลัพธ์ปัญหาอาจไม่ได้รับการสังเกต หนึ่งในสิ่งที่น่าสนใจที่สุดในที่นี้คือความแตกต่างที่คุณอาจเห็นระหว่างวงจรจริงที่ LFP แทรกแซงด้วยเสาความคิดเห็นและแบบจำลองเชิงตัวเลขของวงจร แบบจำลองเชิงตัวเลขแสดงให้เห็นถึงผลกระทบของสองขั้วที่ทำให้ระยะขอบลดลงก่อนหน้านี้ซึ่งควรจะเหมือนกับการกระจายเสา แต่พฤติกรรมของเครื่องขยายเสียงที่แท้จริงจะกลายเป็นเรื่องน่ากลัวเมื่อมีการเปิดวงวนไม่เพียงพอที่จะรองรับการเพิ่มของวงปิดและสิ่งผิดปกติเกิดขึ้น วงจรจริงโดยการวัดจะแสดงให้เห็นว่าขั้วมีปฏิสัมพันธ์กันมากกว่าคู่ที่ซับซ้อน คุณจะเห็นกลีบรับกำลังใกล้กับตำแหน่งขั้วรับความคิดเห็นซึ่งอัตราขยายจะเพิ่มขึ้นใกล้กับอัตราขยายวงเปิดและระยะขอบจะเพิ่มขึ้นชั่วคราวและดันไปยังจุดครอสโอเวอร์ความถี่ที่สูงขึ้น หลังจากส่วนขยายเกนและส่วนขยายทั้งเกนและเฟสจะพังอย่างรวดเร็ว ในกรณีนี้มันสมเหตุสมผลแล้วφM

วิธีแก้ไขลูปนี้

ในลูป OA2 นี้เป็นแอมป์ข้อผิดพลาดได้อย่างมีประสิทธิภาพซึ่งมีฟังก์ชั่นเพื่อลดข้อผิดพลาด (หรือความแตกต่าง) ระหว่างการอ้างอิงและปริมาณที่ควบคุมได้บางส่วน โดยปกติคุณต้องการให้ OA2 มีอัตรากำไรสูงที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ที่ DC เพื่อลดข้อผิดพลาดดังนั้นโครงสร้างพื้นฐานของ OA2 จะเป็นผู้รวบรวม ประสิทธิภาพของกรณีที่ดีที่สุดสำหรับวงเปิดที่จะได้รับ 20dB / ทศวรรษที่ผ่านมาจากการไขว้เป็นศูนย์โดยมีระยะขอบมากกว่า 45 องศา หากมี n poles ในลูปคุณจะต้อง (n-1) ค่าศูนย์เพื่อครอบคลุม poles ที่จะมีผลต่ออัตราขยายที่ความถี่ต่ำกว่าแบนด์วิดท์ที่ต้องการ ในกรณีนี้คุณจะต้องเพิ่มค่าศูนย์ลงในระยะ OA2 เพื่อครอบคลุมเสาใน OA1 และ OA3 นอกจากนี้คุณยังต้องการเพิ่มเสาความถี่สูง 2 ขั้วไปยัง OA2 เพื่อจัดการการเพิ่มของวงวนปิด (ของเวที OA2) เนื่องจากมีการเข้าใกล้วงวนที่เพิ่มขึ้นของ OPA2376 โอ้

วัสดุโบนัส

กลับไปที่คำถามการออกแบบ 1: การออกแบบนี้ทำในสิ่งที่ต้องทำหรือไม่? คำตอบน่าจะไม่ใช่ ในความคิดเห็นที่คุณพูดว่าคุณกำลังพยายามกำจัดพื้นหลังหรือระดับโดยรอบจากสัญญาณ โดยปกติจะทำด้วย double sampler (CDS) ที่มีความสัมพันธ์หรือสิ่งที่บางครั้งเรียกว่า DC restore circuit ขั้นตอนแรกในกรณีใดกรณีหนึ่งคือการแปลงสัญญาณปัจจุบันเป็นแหล่งสัญญาณแรงดันไฟฟ้าโดยทั่วไปเหมือนกับที่คุณทำกับเวที OA1 แต่ไม่มีข้อเสนอแนะจาก OA3

ใน CDS ตามกระแสการแปลงแรงดันไฟฟ้าจะมีวงจรตัวอย่างสองวงจร หนึ่งจะตัวอย่างในช่วงระยะเวลาพื้นหลังในขณะที่อื่น ๆ จะตัวอย่างในช่วงระยะเวลาที่ใช้งานอยู่ ความแตกต่างระหว่างเอาต์พุตตัวอย่างทั้งสองนั้นจะถูกนำมาเป็นสัญญาณใหม่

ในการคืนค่า DC การแสดงแรงดันไฟฟ้าของสัญญาณจะผ่าน AC ควบคู่ไปกับแอมพลิฟายเออร์ ในช่วงเวลาที่พื้นหลังขั้วต่อตัวเก็บประจุที่เชื่อมต่อกับอินพุตเครื่องขยายเสียงต่อไปนี้จะได้รับการต่อสายดิน จากนั้นในช่วงระยะเวลาที่ใช้งานที่ขั้วตัวเก็บประจุจะถูกปล่อยออกมาจากพื้นดินหรืออ้างอิงและได้รับอนุญาตให้ลอยและนั่นคือแรงดันสัญญาณที่มีพื้นหลังออก


ขอบคุณมัด นี่จะใช้เวลาสักครู่ในการย่อย ฉันรู้เทคนิคการสุ่มตัวอย่างสองครั้ง แต่นี้จะทำให้ความต้านทานเครื่องขยายเสียงดูกระแสตรงเต็มซึ่งมันอิ่มตัว ดังนั้นฉันจึงพยายามหากลไกในการเบี่ยงเบนกระแส DC และลดช่วงไดนามิกที่อินพุต TIA การย้ายอัตราขยายในภายหลังในวงจร (เช่น TIA ที่มีอัตราขยายต่ำ, การยกเลิกโดยรอบ, อัตราขยายที่สูง, ADC) มีประสิทธิภาพเสียงรบกวนต่ำ
Ben Voigt

ว้าว @endolith ขอบคุณสำหรับความโปรดปรานและการแก้ไข ฉันได้เรียนรู้คำศัพท์ใหม่ ฉันเห็นว่าข้อผิดพลาดนิ้วคลำในตารางที่สองสับสน LFP (ขั้วความถี่ต่ำของ OpAmps) กับ LPF
gsills

@gsills โอ้ขอโทษสำหรับความผิดพลาดของฉัน คุณน่าจะสะกดมันออกมาแล้ว?
endolith

@endolith ไม่เป็นไร ฉันก็สับสนเหมือนกันอ่านในแบบที่มันเป็น LFP ถูกกล่าวถึงว่าเป็นพารามิเตอร์ OpAmp ที่สำคัญในส่วนที่ 2 ในย่อหน้าก่อนหน้าตาราง แต่หลังจากนั้นฉันก็พิมพ์ผิด (ย้อนกลับค่า F และ P) ในตารางเพื่อทำสิ่งต่าง ๆ ให้วุ่นวาย ฉันหวังว่ามันชัดเจนตอนนี้ ฉันขอขอบคุณการแก้ไข
gsills

2

ดูเหมือนว่าคุณอาจสร้างเฟสออสซิลเลเตอร์เป็นจังหวะรอบ ๆ OA2

ดูจากมุมมองของ OA2 ในประเทศ OA2 ทำงานเป็นตัวเปรียบเทียบโดยไม่มีการตอบรับท้องถิ่นรอบ ๆ แอมป์ซึ่งหมายความว่ามันเป็นขั้นตอนการรับที่มีอัตราขยายที่สูงมาก

ข้อเสนอแนะเชิงลบจะถูกส่งไปยัง OA2 ผ่านขั้นตอน OA3 และ OA1 ทั้งสองขั้นตอนเหล่านี้มีความถี่สูงแผ่ออกซึ่งหมายความว่ามีพื้นที่ของการดำเนินงานของพวกเขาในโดเมนความถี่ที่พวกเขาผ่านสัญญาณบางอย่าง แต่ในบางช่วงกะ

Aβ=1Aอีเสื้อa

แม้ว่าจะมีเพียง 50 Khz เท่านั้นมีการเปลี่ยนแปลงประมาณ 83 องศาในเวที OA3 และประมาณ 55 องศาใน OA1 ที่อยู่ไกลจาก 180. ในการสร้างความหย่อน, การวนรอบจะต้องยกขึ้นค่อนข้างไม่กี่องศาของการเปลี่ยนเฟสจากพฤติกรรมที่ไม่ใช่อุดมคติของแอมป์บางตัวเช่นเสาชดเชยภายใน แต่ความเชื่อนั้นยากที่จะพิสูจน์ เมื่อดูจากเอกสารข้อมูลทางเทคนิคแอมป์ที่คุณใช้อยู่จะไม่มีเฟสเปลี่ยนไปสูงสุด 1 Mhz

อย่างอื่นที่กำลังเล่นอยู่: ความสามารถในการกาฝากของกาฝากนอก op op หรือเส้นทางการตอบกลับซึ่งไม่ชัดเจนจากแผนผัง (อาจผ่านแหล่งจ่ายไฟ) เนื่องจาก OA2 เปิดกว้างมันจะขยายสัญญาณจาง ๆ ที่ขี่อยู่ด้านบนของแรงดันอ้างอิง

1012Ω

หากวงจรไม่สั่นเลยการแนบโพรบออสซิลโลสโคปไปที่ Vout อาจเพิ่มความจุ shunt capacitance มากพอที่จะสร้างขั้วที่อินพุตของ OA1 ที่เพิ่มการเปลี่ยนเฟสที่จำเป็นเพื่อทำให้มันสั่น

คุณมีหลักฐานว่าวงจรกำลังสั่นที่ 50 Khz (หรือสั่นเลย) เมื่อคุณไม่ได้กำหนดขอบเขตและคุณลองแตะมากกว่าหนึ่งจุดในลูปหรือไม่


ADC ของฉันที่เชื่อมต่อกับ Vout ก็แสดงการแกว่งเช่นกัน นอกจากนี้ฉันได้จำลองวงจรนี้ด้วย TINA-TI และการวิเคราะห์ชั่วคราวยังทำนายการแกว่งของภาพตราบใดที่ขนาดขั้นตอนมีขนาดเล็กพอสมควร
Ben Voigt
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.