向大家请教下,前辈们在调试UC384X时电源时,反馈环路是如何调试的?
相位看波形就可以看出来,主要是增益,增益如何调试的呢?
先谢谢大家了。
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相位看波形就可以看出来,主要是增益,增益如何调试的呢?
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计算吧,看你有几个反馈环要调试啊?
你必须一个一个环路图调试成功~之后再去调试后面的环路~
你可以通过波特图来计算,苗出来的!
0.2 用波特图判断负反馈放大电路的自激
10.2.1 波特图的绘制
有效地判断放大电路是否能自激的方法,是用波特图。波特图的Y轴坐标是20lg|A|,单位是分贝,X轴是对数坐标,单位是频率。
有一个三极点直接耦合开环放大器的频率特性方程式如下
其波特图如图10.03所示,频率的单位是为Hz。根据频率特性方程,放大电路在高频段有三个极点频率fp1、fp2和fp3。105代表中频电压放大倍数,相当100dB,于是可画出幅度频率特性曲线和相位频率特性曲线。总的相频特性曲线是用每个极点频率的相频特性曲线合成而得到的。相频特性曲线的Y坐标是附加相移 jA ,当jA=-180°时,即图中的S点所对应的频率称为临界频率fc。当f= fc时,反馈信号与输入信号同相,负反馈变成了正反馈,只要信号幅度满足要求,即可自激。
10.2.2 放大电路自激的判断
加入负反馈后,放大倍数降低,频带展宽,设反馈系数F1=10–4,闭环波特图与开环波特图交P点(见图10.03),对应的附加相移jA=-90°,不满足相位条件,不自激。
进一步加大负反馈量,设反馈系数F2=10–3,闭环波特图与开环波特图交P ¢点,对应的附加相移jA=-135°,不满足相位条件,不自激。此时jA虽不是-180°,但反馈信号的矢量方向已经基本与输入信号相同,已经进入正反馈的范畴,因此当信号频率接近106Hz时,即P ¢点附近时,放大倍数就有所提高。
再进一步加大反馈量,设反馈系数F3=10–2,闭环波特图与开环波特图交于P ¢¢点,对应的附加相移jA=-180°,当放大电路的工作频率提高到对应P ¢¢点处的频率时,满足自激的相位条件。此时放大电路
有40 dB的增益, | =100×10–2=1,正好满足幅度条件,放大电路产生自激。 |
10.2.3 环路增益波特图的引入
由于负反馈的自激条件是 |
=-1,所以将以 | 为Y坐标的波特图改变为以 | 为Y坐标的波 |
特图,用于分析放大电路的自激更为方便。由于
对于幅度条件
相当在以 为Y坐标的波特图上减去 ,即可得到以环路增益 为Y坐标的波特图了,如图10.04所示。
在图10.04中,当F3=0.01时, =0 dB为MN这条线。 =0 dB这条线与幅频特性的交点称为切割频率f0。此时 =1,jA=-180°,幅度和相位条件都满足自激条件,所以 =0 dB这条线是临界自激线。在临界自激线上,从S点向
左达到对应R点的频率时,此时jA=-135°,距jA=-180°有jm=45°的裕量,这个jm称为相位裕度。一般在工程上为了保险起见,相位裕度jm≥45°。
仅仅留有相位裕度是不够的,也就是说,当jA=-180°时,还应使 <1,即反馈
量要比F=0.01再小一些,例如F=0.001,相当于图中的M N ¢这条线。此时距MN这条线有Gm= -20 dB的裕量,Gm 称 为 幅 度 裕 度。一般在工程上为了保险起见,幅度裕度|Gm|≥10 dB。
10.2.4 判断自激的条件
根据以上讨论,可将环路增益波特图分为三种情况,如图10.05所示。
判断自激的条件归纳如下:
稳定状态:fc>f0 ,Gm<0 dB。从jA=-180°出发,得到的Gm<0 dB,即AF<1,不满足幅度条件。
自激状态:fc<f0 ,Gm>0 dB。从jA=-180°出发,得到的Gm>0 dB,即AF>1,满足幅度条件。
临界状态:fc=f0 ,Gm=0 dB。从jA=-180°出发,得到的Gm=0 dB,即AF=1。
例:有一负反馈放大电路的频率特性表达式如下
试判断放大电路是否可能自激,如果自激使用电容补偿消除之。
解:先作出幅频特性曲线和相频特性曲线,如图10.06所示。
由jA=-180°可确定临界自激线,所以反馈量使闭环增益在60 dB以下时均可产生自激。
加电容补偿,改变极点频率fp1的位置至102 Hz处,从新的相频特性曲线可知,在f’0处有45°的相位裕量。因此负反馈放大电路稳定,可消除原来的自激。此时反馈系数F=0.1。
波德图可用来计算负反馈系统的增益裕度(gain margin)及相位裕度(phase margin),进而确认系统的稳定性。
先定义以下的符号:
其中
在开环增益AOL远大于1时,闭环增益AFB可以用以下方式近似
在开环增益AOL远小于1时,闭环增益AFB可以用以下方式近似
增益AOL是频率的复变函数,有大小及相位。[注解 2]
上述的式子中,若βAOL乘积=−1时,可能会出现增益无穷大(即为不稳定)的情形。(若用大小和相位来表示,此时βA的大小为1,相位为-180度,此条件即称为巴克豪森稳定性准则)。配合波德图,不但可以判断系统是否稳定,也可以判断系统接近以上不稳定条件的程度。
在判断系统稳定性时,会用到以下二个频率。第一个频率f180是上述乘积相位恰为-180度的频率,第二个频率f0dB则为乘积的绝对值|β AOL|=1时的频率(若以分贝表示时,则为0dB)。频率f180可以用下式来计算:
其中| |表示复数的绝对值(例如| a + j b | = [ a2 + b2]1/2)。而频率f0dB有以下的关系:
增益裕度(gain margin, GM)是衡量系统稳定程度的一种方法。在波德相位图上可以找到βAOL相位到达-180度时的频率,该频率即为f180,之后就可以在增益图上找到该频率时βAOL的大小。
若|βAOL|180 = 1,表示此系统不稳定。若|βAOL|180 < 1,此系统稳定,而|βAOL|分贝值和0dB(对应增益大小为1)的距离表示系统距离不稳定的程度,称为增益裕度。
增益裕度也可以用下式表示:
相位裕度(phase margin, PM)是另一种衡量系统稳定程度的方法。在波德增益图上可以找到|βAOL|大小为1的频率,该频率即为f0dB,之后就可以在相位图上找到该频率时βAOL的相位。
若βAOL( f0dB) 的相位 > −180°,表示在任何频率时系统都会稳定,因为在f180时大小已小于1,f0dB时的相位和-180度之间的差称为相位裕度。
若只是单纯要判断系统是否稳定,在系统为最小相位(minimum phase)系统时,若以下的式子成立,则系统稳定:
反馈环路的测量:
进来学习下,希望能拿到个铁牌
讲的都是高等数学里的东西,可怜我“初中”毕业啊。怎么看也不明白,有浅显些的道没?我问过周围的朋友,大多不理解这里面的关系。我们做电源的,只想知道怎么调试就行,搞那么一大堆东西理论,学了还是不知道怎么调机。不知道有那位高人指导一下,只用一个示波器,怎么样能最简单的将小信号环路调好?调试过程中需观注那些重要波形?怎么样分析重要波形?调节RC时,增大或减小R/C对环路的影响?等等。。。。。。。。。
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如果有人开坛的话,我一定天天顶。因为这个才是为“老百姓”干的大实事。不要天天来虚的。