1. Įtampos signalo perdavimo kelias

1 pav. Įtampos šaltinio signalų perdavimo kelias
1 pav. Įtampos šaltinio signalų perdavimo kelias

Kaip parodyta 1 pav., įtampos signalo perdavimo sistemą sudaro trys pagrindiniai komponentai:

  1. Neigiamo grįžtamojo ryšio įtampos išėjimo grandinė

  2. Signalo perdavimo kabelis

    • Įskaitant parazitinė talpa (C1) ir parazitinis induktyvumas (L1), kurie priklauso nuo kabelio ilgis ir laidų išdėstymas.

  3. Įvesties signalo gavimo grandinė

    • Gali būti įtrauktas žemo dažnio filtras (L2, C2).

2. Kodėl atsiranda virpesiai?

Neigiamo grįžtamojo ryšio įtampos signalo sistemoje įvesties signalas apskaičiuojamas taip:

∣Xi′∣=∣Xi∣−∣Xf∣|X_i'| = |X_i| – |X_f|

Tačiau, jei grįžtamojo ryšio signalas (|Xf|) yra faziškai paslinktas 180°, lygtis pasikeičia į:

∣Xi′∣=∣Xi∣+∣Xf∣|X_i'| = |X_i| + |X_f|

Tai reiškia, kad net jei nėra įvesties signalo taikomas (|Xi| = 0), grįžtamojo ryšio signalas palaiko išėjimą, vedantis prie savaime palaikantis svyravimas.

Kad svyravimas įvyktų, turi būti įvykdytos dvi sąlygos:

  1. Ciklo stiprinimas yra didesnis nei 1: |AF| > 1

  2. Fazės poslinkis tenkina: φA + φF = (2n+1)π

The fazės poslinkis ciklo metu gaunama iš kelių šaltinių:
✔ Parazitinė talpa (C1) ir induktyvumas (L1) perdavimo kabelyje
✔ Žemųjų dažnių filtro komponentai (L2, C2) įvesties grandinėje
✔ Filtro kondensatoriai išėjimo grandinėje

Jei bendras fazės poslinkis siekia 180°, gali atsirasti savaiminis svyravimas.

3. Kaip išvengti virpesių?

Siekiant išvengti svyravimų, viena iš dviejų aukščiau nurodytų sąlygų neturi būti įvykdyta darbinio dažnio diapazone.

2 pav. Neigiamo grįžtamojo ryšio kilpos be virpesių būsena
2 pav. Neigiamo grįžtamojo ryšio kilpos be virpesių būsena

Kaip parodyta 2 pav., atsižvelgiama į du kritinius dažnius:

  • FC: Dažnis, kuriuo kilpos stiprinimas |AF| sumažėja iki 0 dB.

  • už: Dažnis, kuriuo kilpos fazės poslinkis viršija -180°.

Norint išlaikyti stabilumą, Stiprinimas turėtų būti mažesnis nei 0 dB kai fazės poslinkis pasiekia -180°.

4. Kodėl srovės išėjimo signalai yra stabilesni

3 pav. Srovės šaltinio grįžtamojo ryšio kilpa
3 pav. Srovės šaltinio grįžtamojo ryšio kilpa
4 pav. Įtampos šaltinio grįžtamojo ryšio kilpa
4 pav. Įtampos šaltinio grįžtamojo ryšio kilpa

Srovės signalo išėjimo grandinės yra mažiau linkę į svyravimus, nes:
✔ Jų grįžtamojo ryšio kelias apsiriboja vidiniais komponentais (kaip parodyta 3 pav.).
✔ Išorinės apkrovos pokyčiai mažai veikia fazės poslinkį ar stiprinimą.

Priešingai, įtampos išėjimo grandinės (4 pav.) gaukite atsiliepimus iš išvesties taškas, tai reiškia, kad išoriniai kabeliai ir mėginių ėmimo grandinės gali paveikti fazės poslinkį ir stiprinimą. Jei jų parametrai pasikeičia, sistema gali atitikti svyravimo sąlygas, dėl ko kyla nestabilumas.

5. Išvada

Įtampos tipo išėjimo signalai gali svyruoti, kai:
✔ Parazitiniai komponentai sukelia 180° fazės poslinkį.
✔ Esant šiam fazės poslinkiui, kilpos stiprinimas išlieka didesnis nei 1.

Kad išvengtumėte svyravimų:
✔ Įsitikinkite, kad kilpos stiprinimas sumažintas žemiau 0 dB, kol fazės poslinkis nepasiekia 180°.
✔ Sumažinkite parazitinę talpą / induktyvumą perdavimo kabeliuose.
✔ Norėdami stabilizuoti grįžtamąjį ryšį, naudokite tinkamą filtravimą.

Priešingai, srovės tipo išėjimai yra stabilesni, nes jų grįžtamojo ryšio ciklą mažiau veikia išorinės apkrovos sąlygos.