反馈是电路设计中重要的部分,理解反馈的概念,对设计和理解电路会有很大帮助;下面讲解的基于负反馈。

一、 涉及到的知识点

  • 传递函数
相信看过反馈内容的,都会涉及到传递函数,而传递函数中都会有's'这个字符,很多人都是一脸懵,很不适应,其实这是数学中的s平面,复频率平面,即 s= の+jw; 对于这个如果还很难理解,那就记住在处理稳态正弦激励时,即判定系统的稳定裕度时,可以将是 s= jw; jw= 2Πf;或许这样可以让你更好地理解,就可以推导一些传递函数了,个人感觉理解到这一步能帮助解决很多电路的问题及提供解决方向。

如果涉及到更复杂的,例如系统对特定干扰的准确相应,就需要拉普拉斯变换,需要一定数学功底了,我也不是很懂;

2. 伯德图
涉及到的概念有
a. 增益曲线 :G = Vout/Vin;也就是G随频率变换的曲线图。
b .相位曲线 :因为信号输入 输出 总会有延迟,不可能完全同步,因此就了相位的概念,以正弦波去理解就很好理解这个概念,如果相差360°,那输出和输入就可以完全重合。
c. 零点:传递函数分子为0的根; 特点:增大幅值(不利于稳定),增大相位裕度(利于稳定);右半平面的,既增大幅值,又减小了相位裕度。
d .极点: 传递函数分母为0的根;特点:减小幅值(利于稳定),减小了相位裕度(不利于稳定)。
e. 交叉频率 :增益曲线为0dB的点,后面的系统稳定性主要的也是研究这个点的位置在哪里比较合适。
f. 相位裕度(PM) :如图所示,在交叉频率点,与输入输出同相的差值。
h.增益裕度(GM) :如图所示,在输入与输出信号同相时与0dB的的差值。
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深刻理解上面这些基本名词术语的含义,对判定整改系统的稳定性会有很的帮助。

环路稳定判定条件


环路稳定主要研究的就是交叉频率的位置及其对应点的相关参数:

  • 相位裕度(PM):通常保证在绝对值45°以上,70°~90°相对可靠。但相位裕度过大,会引起系统迟缓,最初的超调或下冲会很严重。下图是不同负载阶跃相应与相位裕度的关系。

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  • 增益裕度(GM):在相位0°时,增益如果为0dB会引起振荡,考虑环境 因素、器件参数离散性,要保证10~15dB的裕度。
  • 保证开环增益穿过0dB轴的斜率为-1,也就是20dB/10倍频的衰减,保证相位不发生突变。当斜率-2或-3时 可通过增加零点解决。
  • 保证交叉频率低于棘手的零点和极点,例如右半平面零点。
  • 交叉频率小于1/6开关频率。

以上是对稳定条件做的一个总结,实际中,可以用仪器测量电路的波特图,进行分析,再结合电路的实际测试,判定环路的稳定性。
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