В поставе лтспайса есть пример, как мерить петлевое. Где он лежит - не помню, но я, по аналогии, меряю так:
Очень удобно.
Очень удобно.
LTspice/SwitcherCAD
- Автор темы Phantomas
- Дата начала
Непонятно, почему вы именно Тиану приписываете возможность увидеть запасы устойчивости усилителя с ООС.
Разве этот способ не даёт такой же информации?
Опять я не уверен, что понимаю вас.
О каком конкретно Тиане вы говорите?
Вас можно понять так, будто в том Тиане есть какой-то дополнительный анализ (и явное отображение его результата) устойчивости, не требующий проверок по фазе и усилению.
Мне такой Тиан неизвестен, буду раз ознакомиться.
О каком конкретно Тиане вы говорите?
Вас можно понять так, будто в том Тиане есть какой-то дополнительный анализ (и явное отображение его результата) устойчивости, не требующий проверок по фазе и усилению.
Мне такой Тиан неизвестен, буду раз ознакомиться.
Конечно, требуются дополнительные мыслительные усилия для интерпретации результата анализа по методу Тиана, но как это делать подробно описано в соответствующей литературе. Проблема в том, что методики интерпретации для другого типа анализа могут отличаться.
КМК полезно посмотреть на проблему поближе. Возьмем простой инвертирующий усилитель с Ку=-1 на базе идеального однополюсного ОУ:
Построим АФЧХ с замкнутой и с разомкнутой петлей ООС:
Для большей наглядности, можно также нарисовать еще и
Как из этого узнать частоту единичного усиления, а также
Построим АФЧХ с замкнутой и с разомкнутой петлей ООС:
Для большей наглядности, можно также нарисовать еще и
Как из этого узнать частоту единичного усиления, а также
На первый взгляд (без сетки точнее сказать трудно), Fед == 2MHz. Запас по фазе равен 90°.
График Vol/Vcl для этого (мне) строить не требуется, я на совмещённый смотрю.
Кстати, удивлён увидеть, что правые склоны графиков усиления не совпадают на высоких частотах.
Это правдоподобная картина?
Почему? Откуда это видно?
вот то же самое с сеткой:
да, картина совершенно верная
Последнее редактирование:
Ну, что никак? Фед в моем примере = 5МГц, запас по фазе = 90 градусов.
Откуда это видно? Петля обратной связи состоит из усилителя U1 и делителя из двух одинаковых резисторов. Соответственно, петлевое усиление - это произведение усилений U1 (обозначим его A) и делителя (обозначим B). Делитель из двух одинаковых резисторов, очевидно, ослабляет сигнал вдвое, поэтому B=(1/2), а петлевое усиление равно A/2. На частоте Фед петлевое усиление (по модулю) равно единице, т.е. A/2=1, т.е. A=2, или 6дБ. Частоту, где A=2, можно найти, например, из графика.
Для наглядности, можно построить картинку с двумя кривыми: (A) и (1/B). Тогда расстояние между ними по вертикали как раз и будет петлевым усилением:
Почему усиление с замкнутой петлей не равно (1/B), т.е. двум (а равно коэффициенту передачи инвертирующего ФНЧ первого порядка с частотой среза 5МГц), догадайтесь сами:
Откуда это видно? Петля обратной связи состоит из усилителя U1 и делителя из двух одинаковых резисторов. Соответственно, петлевое усиление - это произведение усилений U1 (обозначим его A) и делителя (обозначим B). Делитель из двух одинаковых резисторов, очевидно, ослабляет сигнал вдвое, поэтому B=(1/2), а петлевое усиление равно A/2. На частоте Фед петлевое усиление (по модулю) равно единице, т.е. A/2=1, т.е. A=2, или 6дБ. Частоту, где A=2, можно найти, например, из графика.
Для наглядности, можно построить картинку с двумя кривыми: (A) и (1/B). Тогда расстояние между ними по вертикали как раз и будет петлевым усилением:
Почему усиление с замкнутой петлей не равно (1/B), т.е. двум (а равно коэффициенту передачи инвертирующего ФНЧ первого порядка с частотой среза 5МГц), догадайтесь сами:
Последнее редактирование:
В принципе, строить для одного петлевого усиления два графика (усиления с разомкнутой петлей и ослабления делителя обратной связи) - излишество. Поскольку модель петли ООС уже есть, можно эту петлю разорвать, подать на "вход" петли тестовый сигнал и измерить то, что на ее "выходе" - это, по определению, и будет петлевое усиление:
Этот метод чуть выше предлагал @12943. В нем есть несколько важных моментов. Во-первых, вход усилителя, как и во всех других методах, нужно заземлить или отключить источник(и), подключенные ко входу, указав в них AC Amplitude 0.
Во-вторых, петлю можно разорвать в любом месте, но нужно следить, чтобы при этом не изменился ее коэффициент передачи. Например, если разрыв в моем примере сделать слева от резистора R2:
то результат получится неправильный, потому что левый край R2 висит в воздухе, а в замкнутой петле он был нагружен на R1. Для получения корректного результата нагрузку нужно сымитировать отдельно, например, резистором Req:
Понятно, что следить за всем этим в более-менее реалистичной модели сложно, и легко допустить ошибку.
В-третьих, разрыв петли может изменить режимы работы по постоянному току, Например, напряжение на выходе простого ОУ на трех транзисторах с замкнутой петлей ООС близко к нулю:
С разомкнутой петлей ООС такой ОУ близок к насыщению, даже если не забыть про нагрузку выхода:
Чтобы измерить петлевое усиление в такой схеме, не нарушив режимы, можно оставить ООС по постоянному току и разорвать петлю только по переменному, включив в разрыв большую индуктивность, а тестовый сигнал подать через большую емкость:
В целом, несмотря на простоту идеи, измерять петлевое усиление таким прямолинейным методом, разрывая петлю ООС, довольно неудобно.
К счастью, петлю можно и не разрывать - еще в 1975 году Мидлбрук предложил (см. статью во вложении) включать источник тестового сигнала в разрыв петли. Иллюстрация этого метода есть среди примеров LTSpice (LoopGain.asc) и тоже упоминалась выше:
У этого метода тоже есть границы применимости - он работает, только если "выход" петли низкоомный (как выход ОУ в примере выше) по сравнению с высокоомным "входом" той же петли. Мидлбрук придумал, как это требование обойти - об этом написано и в его статье, и в упомянутом выше примере LoopGain.asc.
Этот метод чуть выше предлагал @12943. В нем есть несколько важных моментов. Во-первых, вход усилителя, как и во всех других методах, нужно заземлить или отключить источник(и), подключенные ко входу, указав в них AC Amplitude 0.
Во-вторых, петлю можно разорвать в любом месте, но нужно следить, чтобы при этом не изменился ее коэффициент передачи. Например, если разрыв в моем примере сделать слева от резистора R2:
то результат получится неправильный, потому что левый край R2 висит в воздухе, а в замкнутой петле он был нагружен на R1. Для получения корректного результата нагрузку нужно сымитировать отдельно, например, резистором Req:
Понятно, что следить за всем этим в более-менее реалистичной модели сложно, и легко допустить ошибку.
В-третьих, разрыв петли может изменить режимы работы по постоянному току, Например, напряжение на выходе простого ОУ на трех транзисторах с замкнутой петлей ООС близко к нулю:
С разомкнутой петлей ООС такой ОУ близок к насыщению, даже если не забыть про нагрузку выхода:
Чтобы измерить петлевое усиление в такой схеме, не нарушив режимы, можно оставить ООС по постоянному току и разорвать петлю только по переменному, включив в разрыв большую индуктивность, а тестовый сигнал подать через большую емкость:
В целом, несмотря на простоту идеи, измерять петлевое усиление таким прямолинейным методом, разрывая петлю ООС, довольно неудобно.
К счастью, петлю можно и не разрывать - еще в 1975 году Мидлбрук предложил (см. статью во вложении) включать источник тестового сигнала в разрыв петли. Иллюстрация этого метода есть среди примеров LTSpice (LoopGain.asc) и тоже упоминалась выше:
У этого метода тоже есть границы применимости - он работает, только если "выход" петли низкоомный (как выход ОУ в примере выше) по сравнению с высокоомным "входом" той же петли. Мидлбрук придумал, как это требование обойти - об этом написано и в его статье, и в упомянутом выше примере LoopGain.asc.
Проще - в ЛТС есть резистор с разным сопротивлением постоянному и переменному току
точнее, с разным сопротивлением для разных видов анализа
Сопротивление, задаваемое параметром AC, действует только в режиме AC Analysis - т.е. при построении малосигнальной АФХЧ. Во всех остальных случаях действует обычное сопротивление.
Например:
Рисуем резистор и задаем ему обычное сопротивление 1ом, а для для AC анализа - 10 ом :
Если кто вдруг не знает, окошко с атрибутами открывается по Ctrl-RightClick. При желании можно добавить AC=10 сразу после обычного сопротивления, вот так:
Для начала, подаем постоянный ток 1 ампер и находим рабочую точку командой .OP:
1 вольт делим на 1 ампер, получаем 1 ом.
Подаем переменный ток амплитудой 1 ампер в Transient analysis:
Смотрим падение напряжения:
1 вольт делим на 1 ампер, снова получаем 1 ом.
Теперь подаем переменный ток амплитудой 1 ампер в AC analysis:
Наблюдаем падение напряжения 10 вольт:
10 вольт делим на 1 ампер, получаем 10 ом.
Сделано как раз для построения малосигнальной АФЧХ без нарушения режимов по постоянному току. Мой пример с дискретным ОУ с такими резисторами мог бы выглядеть так:
Например:
Рисуем резистор и задаем ему обычное сопротивление 1ом, а для для AC анализа - 10 ом :
Если кто вдруг не знает, окошко с атрибутами открывается по Ctrl-RightClick. При желании можно добавить AC=10 сразу после обычного сопротивления, вот так:
Для начала, подаем постоянный ток 1 ампер и находим рабочую точку командой .OP:
1 вольт делим на 1 ампер, получаем 1 ом.
Подаем переменный ток амплитудой 1 ампер в Transient analysis:
Смотрим падение напряжения:
1 вольт делим на 1 ампер, снова получаем 1 ом.
Теперь подаем переменный ток амплитудой 1 ампер в AC analysis:
Наблюдаем падение напряжения 10 вольт:
10 вольт делим на 1 ампер, получаем 10 ом.
Сделано как раз для построения малосигнальной АФЧХ без нарушения режимов по постоянному току. Мой пример с дискретным ОУ с такими резисторами мог бы выглядеть так: