Животворящая сила обратной связи

alexcp

Ну, что у нас плохого?
С этой коррекцией - она, кажется, называется коррекцией на опережение? по-английски lead compensation - есть сложность. Сама по себе она добавляет совсем немного запаса по фазе. В композите по схеме выше получается всего 32.5°:
Screen Shot 2021-04-29 at 8.22.46 PM.png
Это, конечно, мало. На стенде оно как-то работает - все-таки ОУ скорректированы по Миллеру, их АФЧХ стабильна (см. пост №49) - но переходная характеристика оставляет желать лучшего, а с небольшой ёмкостной нагрузкой или, скажем, с паразитной емкостью между инвертирующим входом первого ОУ и землей запас по фазе становится еще меньше.

Причина, няп, двоякая. С одной стороны, ноль и полюс частично компенсируют друг друга в окрестности Фед:
Screen Shot 2021-04-29 at 11.30.43 PM.png
Поэтому для того, чтобы набрать достаточный запас по фазе на Фед, нужно разнести полюс и ноль по частоте подальше друг от друга. С другой стороны, их нельзя разнести дальше, чем в Ку раз, потому что они связаны (асимптотической) прямой с наклоном 20дБ/декаду. В моем примере Ку=(10+1)/1=11, так что частоты нуля и полюса не могут отличаться больше, чем в 11 раз.

Две стороны проблемы - два способа решения (которые можно применить по отдельности или вместе). Во-первых, можно добавить еще одну пару полюс-ноль и ускорить изменение усиления и фазы, т.е. сделать угол пересечения Ку=1/B и Кухх более острым. Во-вторых, можно добавить усиления, чтобы было куда разносить ноль и полюс по частоте.

Добавить пару полюс-ноль можно, например, если использовать делитель ООС с емкостью и индуктивностью:
Screen Shot 2021-04-29 at 10.57.08 PM.png
Но обычно все же применяется такая же Т-образная CRC цепочка, как в двухполюсной коррекции УН:
Screen Shot 2021-04-29 at 10.53.10 PM.png
Такой подход может дать заметный прирост запаса по фазе по сравнению с коррекцией одним конденсатором:
Screen Shot 2021-04-29 at 10.50.02 PM.png
 

Rus2000

I=U/R
17 Окт 2017
13,122
6,643
Плюк
может дать заметный прирост запаса по фазе по сравнению с коррекцией одним конденсатором:
Это хорошо в линейном режиме.
В более сложном случае - при обрыве или восстановлении слежения в петле ООС - могут быть проблемы с устойчивостью.
Также потенциально проблемными могут быть переходные режимы при включении/выключении питания.
 

alexcp

Ну, что у нас плохого?
могут быть проблемы с устойчивостью.
Видимо, поэтому такая двухполюсная коррекция на опережение встречается редко. Вот один пример:
two pole lead.png

Есть и другой способ увеличить запас по фазе в рамках коррекции на опережение. Нужно повысить Ку, что позволит разнести по частоте вносимые коррекцией полюс и ноль и уменьшить их взаимное влияние. Например:
Screen Shot 2021-05-02 at 3.33.12 PM.png
Повышение усиления примерно в шесть раз позволяет настолько же дальше разнести полюс и ноль и повысить запас по фазе (синяя линия - Кухх, оранжевая - Ку (точнее, 1/В) с Ку=11, как в предыдущих постах про композит, серая - Ку=63 как в схеме выше):
Screen Shot 2021-05-02 at 3.36.58 PM.png
Видно, что в сером варианте влияние полюса на фазу начинается на более низкой частоте, и к Фед набирается на 20° больше того самого опережения по фазе по сравнению с оранжевым. Кроме того, запас по фазе больше в более широкой полосе частот вокруг Фед, да и сама Фед ниже почти вдвое.

Недостатков два. Первый - петлевое усиление меньше во столько же раз, во сколько Ку больше. Второй - Ку=63 в контексте УМЗЧ в общем, ни к чему, разве что для вложенной петли в многопетлевом усилителе может пригодиться.

К счастью, большой Ку при таком подходе нужен не на всех частотах, а только на подходе к Фед, там, где кривая Ку заворачивает вниз. Можно оставить приемлемый Ку и петлевое в рабочем диапазоне частот, увеличить Ку перед Фед, а потом уже применить коррекцию на опережение (желтая линия):
Screen Shot 2021-05-02 at 3.55.01 PM.png
Именно это (и даже больше) позволяет сделать ППК.
 

Rus2000

I=U/R
17 Окт 2017
13,122
6,643
Плюк
для вложенной петли в многопетлевом усилителе может пригодиться.
Тут ей самое место.
Правильно корректируем местную петлю и отдаем максимум усиления в главную.
 

Lenin

Володя
17 Июл 2019
1,056
797
37
разве что для вложенной петли в многопетлевом усилителе может пригодиться.
Вот тут не нужно все смешивать. Для вложенной петли (обычно на практике) выгодно, когда Ку звена стремится к единице, а фаза к нулю на Fед. С этой точки зрения именно композит из 2-х ОУ там не удобен.
 

Sagittarius

Витя "Интегратор". Подлец, сквернослов, плагиатор.
1 Мар 2017
28,741
5,574
Гейропы
Что мешает так или примерно так скорректировать второй ОУ композита?
Это ж петля. Можно корректировать по петле там, где тебе удобно.
Проблема обычно та, что усиление (АЧХ) одного ОУ поддомкрачивает АЧХ второго, вынося наверх, выше 0 дБ, все скрытые полюса- чем жаднее разраб, тем подарков больше. Вот и борись потом с ними.
 

Sagittarius

Витя "Интегратор". Подлец, сквернослов, плагиатор.
1 Мар 2017
28,741
5,574
Гейропы
Второй ОУ корректируется так, чтоб иметь максимум усиления
Это азы. Конечно, если твоё фамилиё - не Моргильный, ты корректируешь на максимум.
Но чо два ОУ не корректируются так легко, как один? После крайнего (высшего) полюса одного из ОУ спад идёт с двойной натуральной скоростью. Это на НЧ. А выше? Вылезают поднульные полюса.
 

Rus2000

I=U/R
17 Окт 2017
13,122
6,643
Плюк
После крайнего (высшего) полюса одного из ОУ спад идёт с двойной натуральной скоростью. Это на НЧ
Это не на НЧ, а выше второго полюса.
А нам надо сделать так, чтоб полюса второго ОУ были жестко зафиксированы.
 

Sagittarius

Витя "Интегратор". Подлец, сквернослов, плагиатор.
1 Мар 2017
28,741
5,574
Гейропы
1619989263903.png

Вот. Достаточно менее 7 дБ свободного усиления в системе на 40...50 МГц, и полюс вылезет из зоны непроявленности.
 

Rus2000

I=U/R
17 Окт 2017
13,122
6,643
Плюк
Достаточно менее 7 дБ свободного усиления в системе на 40...50 МГц, и полюс вылезет из зоны непроявленности.
Дык для этого второй ОУ и корректируется так, чтобы выше этой частоты он усиления не вносил...
 

Sagittarius

Витя "Интегратор". Подлец, сквернослов, плагиатор.
1 Мар 2017
28,741
5,574
Гейропы
сделать так, чтоб полюса второго ОУ были жестко зафиксированы
А нам на НЧ-полюса чихать. Все ОУ корректируются на фиксированную фед. Полюс на НЧ может плавать и пугать Рубальского до поноса, больше никаких от него неприятностев.
 

Sagittarius

Витя "Интегратор". Подлец, сквернослов, плагиатор.
1 Мар 2017
28,741
5,574
Гейропы
Дык для этого второй ОУ и корректируется так, чтобы выше этой частоты он усиления не вносил...
Воот. Но, опять же, коррекция может быть вокруг любого ОУ, в цепи ООС и на входе тоже.
Главное - убрать из системы усиление, а где и как? - конечно, чем легче, тем лучше.
 

Sagittarius

Витя "Интегратор". Подлец, сквернослов, плагиатор.
1 Мар 2017
28,741
5,574
Гейропы
Убирать лучше не шунтированием на землю, а сбросом в ООС.
Это повышает линейность и перегрузочную способность
...каскадов. Но в общем - любой сброс усиления всё перечисленное ухудшает.
Просто выбора нет.
 

Rus2000

I=U/R
17 Окт 2017
13,122
6,643
Плюк
любой сброс усиления всё перечисленное ухудшает.
Схерали?
При ООСном АК выхлоп ОУ не входит в насыщение или в ограничение выходного тока.

Да это и на пальцах понятно: Что лучше, усилить сигнал в 100 раз и потом ослабить его в 10, или просто усилить сигнал в 10 раз?
 

Rus2000

I=U/R
17 Окт 2017
13,122
6,643
Плюк
коррекция может быть вокруг любого ОУ
Нет.
В случае, например, неинвертирующего повторителя, ты не сможешь корректировать первый ОУ ни по входу, ни в петле ООС.
Максимум - можно использовать выводы внешней коррекции, если такие имеются...
 

alexcp

Ну, что у нас плохого?
Для вложенной петли (обычно на практике) выгодно, когда Ку звена стремится к единице, а фаза к нулю на Fед.
Убирать лучше не шунтированием на землю, а сбросом в ООС.
Что-то вроде такого? Слева фрагмент ЛиМиТа, справа - сбрасываем усиление в местную ОС. Модель ОУ простая однополюсная, но для примера кмк годится.
Screen Shot 2021-05-02 at 9.25.00 PM.png
Screen Shot 2021-05-02 at 9.26.51 PM.png
Петлевое в местной петле, правда, получается страшненькое:
Screen Shot 2021-05-02 at 9.37.03 PM.png
 

О Нас

  • Наше сообщество существует уже много лет и гордится тем, что предлагает беспристрастные и критические обсуждения среди любителей радиоэлектроники. Мы каждый день работаем над тем, чтобы быть лучше.

Быстрая Навигация

Пользовательское Меню