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【讨论】关于环路稳定性的几个问题

关于环路方面的帖子,论坛里的我基本都看了,感觉很多只是针对某个问题来讨论,比较零散。

对于想学习环路补偿的人来说,要查很多个帖子、很多楼层也许找不到对自己有用的。

这里我想提出几个比较主要的问题供大家讨论,论坛里有很多高人,几句话就能解决新手困扰很久的问题。

希望经过高手们的发言,得到清晰的结论,让新手不再迷惑~

问题:(以下是我暂时想到列出的,如有其它方面的,可跟帖提出)

1,基础:增益曲线以-1斜率穿越0dB线,能否保证有45°以上的相位裕量?

2,天使也有罪恶----ESR零点:这个零点过大或者过小都会引起稳定性的问题,分别是如何影响稳定性以及如何处理?

3,巫婆----右半平面零点:这个零点产生的机理?可否补偿?以及处理措施?

4,关于I II III型补偿各自的特点以及应用场合?

5,关于斜坡补偿,补偿的原理以及补偿力度?(讨论到这个的时候再上图)

 

 

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xujay
LV.6
2
2010-12-05 11:44

高度关注

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cheng111
LV.11
3
2010-12-05 15:06

我来抛个砖吧

1.增益曲线斜率-1与相位裕量是两个概率....

想要系统稳定,一般设计是增益曲线以-1斜率穿越0dB线,并且有45°以上的相位裕量。保证斜率的之后还要调节相位裕量。

2.

3.http://bbs.dianyuan.com/topic/150823解析右半平面零点

右半平面零点是不可补偿的。

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hk2007
LV.8
4
2010-12-05 17:51
@cheng111
我来抛个砖吧1.增益曲线斜率-1与相位裕量是两个概率....想要系统稳定,一般设计是增益曲线以-1斜率穿越0dB线,并且有45°以上的相位裕量。保证斜率的之后还要调节相位裕量。2.3.http://bbs.dianyuan.com/topic/150823解析右半平面零点右半平面零点是不可补偿的。
关注一下,以后好好看看
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zero3210
LV.7
5
2010-12-05 18:21
关注  很有用  等高手来
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bode
LV.9
6
2010-12-05 18:33
这个要来围观学习,静听楼主讲解。
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xujay
LV.6
7
2010-12-05 18:37
@bode
这个要来围观学习,静听楼主讲解。
学习
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bode
LV.9
8
2010-12-05 18:50

呵呵~

不过楼主抛出的这五个问题,虽然每条都很简短,但要展开分析,每条都可以发表论文了。

每条都可以展开成一个帖子分析了,不过还是很期待,这些问题能得到深入地探讨。

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2010-12-05 20:31

首页占位,等高手回贴

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bode
LV.9
10
2010-12-05 22:10

临睡前整理下思路,试着回答下楼主的问题,希望能起到抛砖引玉的作用。

1,基础:增益曲线以-1斜率穿越0dB线,能否保证有45°以上的相位裕量?

增益曲线是一种对数坐标曲线,能将传递函数的乘除法运算,转换成加减法运算。当传递函数以-1斜率,穿越0db线,说明传递函数在穿越频率之前,零极点相消后只剩下一个极点了。而单个极点,引起的相位延迟,最大只有90度,这时候的系统必然是稳定的,但无法保证相位裕度有45度以上。来保证相位裕度的,是增益曲线的中频带特性,中频带越宽,阻尼就越大,相位裕度也就越大。

 

2,天使也有罪恶----ESR零点:这个零点过大或者过小都会引起稳定性的问题,分别是如何影响稳定性以及如何处理?

这个esr零点的位置是Fesr=1/(2*pi*ESR*C)。这个零点可以补偿,也可以不补偿,具体要看主功率的增益特性。

如果用三型运放来补偿的话,一般都是要补偿的,用一个极点来抵消这个零点的作用,用2型的话,就没必要补偿了,不过这时候有个条件,要控制这个esr零点频率在穿越频率和主功率的谐振频率之间。

其实,这个问题,在此贴http://bbs.dianyuan.com/topic/603989有过讨论。

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cheng111
LV.11
11
2010-12-05 22:35
@bode
临睡前整理下思路,试着回答下楼主的问题,希望能起到抛砖引玉的作用。1,基础:增益曲线以-1斜率穿越0dB线,能否保证有45°以上的相位裕量?增益曲线是一种对数坐标曲线,能将传递函数的乘除法运算,转换成加减法运算。当传递函数以-1斜率,穿越0db线,说明传递函数在穿越频率之前,零极点相消后只剩下一个极点了。而单个极点,引起的相位延迟,最大只有90度,这时候的系统必然是稳定的,但无法保证相位裕度有45度以上。来保证相位裕度的,是增益曲线的中频带特性,中频带越宽,阻尼就越大,相位裕度也就越大。 2,天使也有罪恶----ESR零点:这个零点过大或者过小都会引起稳定性的问题,分别是如何影响稳定性以及如何处理?这个esr零点的位置是Fesr=1/(2*pi*ESR*C)。这个零点可以补偿,也可以不补偿,具体要看主功率的增益特性。如果用三型运放来补偿的话,一般都是要补偿的,用一个极点来抵消这个零点的作用,用2型的话,就没必要补偿了,不过这时候有个条件,要控制这个esr零点频率在穿越频率和主功率的谐振频率之间。其实,这个问题,在此贴http://bbs.dianyuan.com/topic/603989有过讨论。

终于等到bode大师了...

继续等待。

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高等数学
LV.10
12
2010-12-05 22:49
@bode
临睡前整理下思路,试着回答下楼主的问题,希望能起到抛砖引玉的作用。1,基础:增益曲线以-1斜率穿越0dB线,能否保证有45°以上的相位裕量?增益曲线是一种对数坐标曲线,能将传递函数的乘除法运算,转换成加减法运算。当传递函数以-1斜率,穿越0db线,说明传递函数在穿越频率之前,零极点相消后只剩下一个极点了。而单个极点,引起的相位延迟,最大只有90度,这时候的系统必然是稳定的,但无法保证相位裕度有45度以上。来保证相位裕度的,是增益曲线的中频带特性,中频带越宽,阻尼就越大,相位裕度也就越大。 2,天使也有罪恶----ESR零点:这个零点过大或者过小都会引起稳定性的问题,分别是如何影响稳定性以及如何处理?这个esr零点的位置是Fesr=1/(2*pi*ESR*C)。这个零点可以补偿,也可以不补偿,具体要看主功率的增益特性。如果用三型运放来补偿的话,一般都是要补偿的,用一个极点来抵消这个零点的作用,用2型的话,就没必要补偿了,不过这时候有个条件,要控制这个esr零点频率在穿越频率和主功率的谐振频率之间。其实,这个问题,在此贴http://bbs.dianyuan.com/topic/603989有过讨论。

bode团长终于出手了!希望这几个问题在这里都有个结论。

今天太累了,后面会继续的。

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bode
LV.9
13
2010-12-05 22:56
@高等数学
bode团长终于出手了!希望这几个问题在这里都有个结论。今天太累了,后面会继续的。[图片]

晕,可别称我大师,我就是胡言乱语灌灌水。

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高等数学
LV.10
14
2010-12-05 23:01
@bode
临睡前整理下思路,试着回答下楼主的问题,希望能起到抛砖引玉的作用。1,基础:增益曲线以-1斜率穿越0dB线,能否保证有45°以上的相位裕量?增益曲线是一种对数坐标曲线,能将传递函数的乘除法运算,转换成加减法运算。当传递函数以-1斜率,穿越0db线,说明传递函数在穿越频率之前,零极点相消后只剩下一个极点了。而单个极点,引起的相位延迟,最大只有90度,这时候的系统必然是稳定的,但无法保证相位裕度有45度以上。来保证相位裕度的,是增益曲线的中频带特性,中频带越宽,阻尼就越大,相位裕度也就越大。 2,天使也有罪恶----ESR零点:这个零点过大或者过小都会引起稳定性的问题,分别是如何影响稳定性以及如何处理?这个esr零点的位置是Fesr=1/(2*pi*ESR*C)。这个零点可以补偿,也可以不补偿,具体要看主功率的增益特性。如果用三型运放来补偿的话,一般都是要补偿的,用一个极点来抵消这个零点的作用,用2型的话,就没必要补偿了,不过这时候有个条件,要控制这个esr零点频率在穿越频率和主功率的谐振频率之间。其实,这个问题,在此贴http://bbs.dianyuan.com/topic/603989有过讨论。

1,关于第一点,不能保证有45°以上的相位裕量,这个是正确的。但需要有个反例来说明,请bode继续。

2,esr过大或者过小如何影响环路,这个是最关心的。

以下我的理解:

esr过大,零点频率可能进入穿越频率以内,此时是否需要补偿得看增益曲线。

esr过小,零点频率远大于穿越频率,会增加高频增益,使系统的抗干扰性能变差,一般得补偿。

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高等数学
LV.10
15
2010-12-05 23:10
@cheng111
我来抛个砖吧1.增益曲线斜率-1与相位裕量是两个概率....想要系统稳定,一般设计是增益曲线以-1斜率穿越0dB线,并且有45°以上的相位裕量。保证斜率的之后还要调节相位裕量。2.3.http://bbs.dianyuan.com/topic/150823解析右半平面零点右半平面零点是不可补偿的。
关于右半平面是否一定无法补偿?任何情况?
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fly
16
2010-12-06 12:39

不错的问题,围观下。

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高等数学
LV.10
17
2010-12-06 12:58
@fly
不错的问题,围观下。
fly团长是前辈+高手了,好歹也帮忙解决几个呀
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hlp330
LV.9
18
2010-12-06 13:52
@高等数学
1,关于第一点,不能保证有45°以上的相位裕量,这个是正确的。但需要有个反例来说明,请bode继续。2,esr过大或者过小如何影响环路,这个是最关心的。以下我的理解:[图片]esr过大,零点频率可能进入穿越频率以内,此时是否需要补偿得看增益曲线。esr过小,零点频率远大于穿越频率,会增加高频增益,使系统的抗干扰性能变差,一般得补偿。
如果用过固态电容,就知道ESR过小的危害了,零点频率变的非常之高,系统的相位余量不足,难以补偿。
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冰上鸭子
LV.10
19
2010-12-06 14:32
@bode
晕,可别称我大师,我就是胡言乱语灌灌水。[图片]
bode灌水都灌的这么专业,期待继续灌水
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flyahead
LV.5
20
2010-12-06 20:42
新手来学习一下
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高等数学
LV.10
21
2010-12-06 22:28

关于第一问题,bode兄已经回答出来了。

增益曲线以-1斜率穿越0dB线,不能保证有45°以上的相位裕量。

举个例子:

增益曲线以-1斜率过穿越频率,然后马上碰到个极点,就会导致相位裕量小于45°。

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高等数学
LV.10
22
2010-12-06 23:16

关于第2问esr零点,之前已经有讨论过了,这里不再赘述。

1,地址:http://bbs.dianyuan.com/topic/603989

2,给一篇文档,里面也有详细的说明。

环路稳定性分析 

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fly
23
2010-12-07 10:55
@高等数学
fly团长是前辈+高手了,好歹也帮忙解决几个呀[图片]

俺都成前辈了啊,有那么老吗?

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fly
24
2010-12-07 10:56
@高等数学
关于第2问esr零点,之前已经有讨论过了,这里不再赘述。1,地址:http://bbs.dianyuan.com/topic/6039892,给一篇文档,里面也有详细的说明。[图片]环路稳定性分析 
不错,学习了
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高等数学
LV.10
25
2010-12-07 11:11
@fly
俺都成前辈了啊,有那么老吗?
呵呵,前辈不一定老,走在我前面的(不管是年龄上的还是知识上的)都可以称为前辈。
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jepsun
LV.9
26
2010-12-07 12:33
@高等数学
关于第2问esr零点,之前已经有讨论过了,这里不再赘述。1,地址:http://bbs.dianyuan.com/topic/6039892,给一篇文档,里面也有详细的说明。[图片]环路稳定性分析 
第三个问题这儿帖子:http://bbs.dianyuan.com/topic/581004有些讨论!不过不是很明朗!
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MYLAPLACE
LV.5
27
2010-12-07 14:41

严重关注

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高等数学
LV.10
28
2010-12-07 15:15
@MYLAPLACE
严重关注
 拉普拉斯来了!请帮忙解决以上问题~
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zkybuaa
LV.5
29
2010-12-07 17:10
@高等数学
[图片] 拉普拉斯来了!请帮忙解决以上问题~[图片]

这些话题都挺有意义,进来占个座,听楼主开讲。

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高等数学
LV.10
30
2010-12-07 21:17
@zkybuaa
这些话题都挺有意义,进来占个座,听楼主开讲。
是让大家来讨论的哦,众人拾柴火焰高,一个人能力有限。。。
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20qiong01
LV.1
31
2010-12-08 00:37
这个贴开得好啊!望高手出手啊!
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