1. Jännitesignaalin siirtoreitti

Kuten kuvassa näkyy Kuva 1, jännitesignaalin siirtojärjestelmä koostuu kolmesta keskeisestä komponentista:

1. Negatiivisen takaisinkytkennän jännitteen lähtöpiiri

2. Signaalinsiirtokaapeli

   • Sisältää loiskapasitanssi (C1) ja loisinduktanssi (L1), jotka riippuvat kaapelin pituus ja johdotuskaavio.

3. Tulosignaalin hankintapiiri

   • Saattaa sisältää alipäästösuodin (L2, C2).

2. Miksi värähtelyä esiintyy?

Negatiivisen takaisinkytkennän jännitesignaalijärjestelmässä tulosignaali lasketaan seuraavasti:

∣Xi′∣=∣Xi∣−∣Xf∣|X_i'| = |X_i| – |X_f|

Kuitenkin, jos takaisinkytkentäsignaali (|Xf|) on vaihesiirretty 180°, yhtälö muuttuu muotoon:

∣Xi∣=∣Xi∣+∣Xf∣|X_i'| = |X_i| + |X_f|

Tämä tarkoittaa, että vaikka ei tulosignaalia sovelletaan (|Xi| = 0), takaisinkytkentäsignaali ylläpitää lähtöä, mikä johtaa itsestään ylläpitävä värähtely.

Jotta värähtelyä tapahtuisi, kahden ehdon on täytyttävä:

1. Silmukan vahvistus on suurempi kuin 1: |AF| > 1

2. Vaihesiirto täyttää seuraavat ehdot: φA + φF = (2n+1)π

The vaihesiirto silmukassa on useista lähteistä peräisin olevaa tietoa:
✔ Loiskapasitanssi (C1) ja induktanssi (L1) siirtokaapelissa
✔ Tulopiirin alipäästösuodattimen komponentit (L2, C2)
✔ Suodatinkondensaattorit lähtöpiirissä

Jos Kokonaisvaihesiirto saavuttaa 180°, voi esiintyä itsevärähtelyä.

3. Kuinka estää värähtelyä?

Värähtelyn estämiseksi yhtäkään yllä olevista kahdesta ehdosta ei saa täyttää toimintataajuusalueen sisällä.

Kuten kuvassa näkyy Kuva 2, otetaan huomioon kaksi kriittistä taajuutta:

• FC: Silmukan vahvistuksen taajuus |AF| putoaa 0 dB:iin.

• varten: Taajuus, jolla silmukan vaihesiirto ylittää -180°.

Vakauden ylläpitämiseksi vahvistuksen tulisi olla alle 0 dB kun vaihesiirto saavuttaa -180°.

4. Miksi virtalähtösignaalit ovat vakaampia

Virtasignaalin lähtöpiirit ovat vähemmän alttiita värähtelylle, koska:
✔ Niiden takaisinkytkentäreitti rajoittuu sisäisiin komponentteihin (kuten kuvassa näkyy Kuva 3).
✔ Ulkoisilla kuormitusvaihteluilla on vain vähän vaikutusta vaihesiirtoon tai vahvistukseen.

Sitä vastoin jännitelähtöpiirit (Kuva 4) ota palautetta lähtöpiste, mikä tarkoittaa, että ulkoiset kaapelit ja näytteenottopiirit voivat vaikuttaa vaihesiirtoon ja vahvistukseen. Jos niiden parametrit muuttuvat, järjestelmä voi täyttää värähtelyehdot, mikä johtaa epävakauteen.

5. Johtopäätös

Jännitetyyppiset lähtösignaalit voivat värähtelyä, kun:
✔ Loiskomponentit aiheuttavat 180° vaihesiirron.
✔ Silmukan vahvistus pysyy suurempana kuin 1 tässä vaihesiirrossa.

Värähtelyn välttämiseksi:
✔ Varmista, että silmukan vahvistus lasketaan alle 0 dB:n ennen kuin vaihesiirto saavuttaa 180°.
✔ Minimoi loiskapasitanssi/induktanssi siirtokaapeleissa.
✔ Käytä sopivaa suodatusta takaisinkytkentäsilmukan vakauttamiseksi.

Sitä vastoin virtatyyppiset lähdöt ovat vakaampia, koska niiden ulkoiset kuormitusolosuhteet vaikuttavat vähemmän takaisinkytkentäsilmukkaan.