1. Sprieguma signāla pārraides ceļš

1. attēls. Sprieguma avota signālu pārraides ceļš
1. attēls. Sprieguma avota signālu pārraides ceļš

Kā parādīts 1. attēls, sprieguma signāla pārraides sistēma sastāv no trim galvenajām sastāvdaļām:

  1. Negatīvas atgriezeniskās saites sprieguma izejas ķēde

  2. Signāla pārraides kabelis

    • Iekļauts parazitārā kapacitāte (C1) un parazitārā induktivitāte (L1), kas ir atkarīgi no kabeļa garums un vadu izkārtojums.

  3. Ievades signāla iegūšanas shēma

    • Var ietvert zemfrekvences filtrs (L2, C2).

2. Kāpēc rodas svārstības?

Negatīvas atgriezeniskās saites sprieguma signāla sistēmā ieejas signāls tiek aprēķināts kā:

∣Xi′∣=∣Xi∣−∣Xf∣|X_i'| = |X_i| – |X_f|

Tomēr, ja atgriezeniskās saites signāls (|Xf|) ir fāzes nobīdīts par 180°, vienādojums mainās uz:

∣Xi′∣=∣Xi∣+∣Xf∣|X_i'| = |X_i| + |X_f|

Tas nozīmē, ka pat ja nav ieejas signāla tiek piemērots (|Xi| = 0), atgriezeniskās saites signāls uztur izeju, kas noved pie pašpietiekama svārstība.

Lai notiktu svārstības, ir jāizpilda divi nosacījumi:

  1. Cilpas pastiprinājums ir lielāks par 1: |AF| > 1

  2. Fāzes nobīde atbilst: φA + φF = (2n+1)π

The fāzes nobīde cilpā nāk no vairākiem avotiem:
✔ Parazītiskā kapacitāte (C1) un induktivitāte (L1) pārraides kabelī
✔ Zemfrekvences filtra komponenti (L2, C2) ieejas ķēdē
✔ Filtra kondensatori izejas ķēdē

Ja kopējā fāzes nobīde sasniedz 180°, var rasties pašsvārstības.

3. Kā novērst svārstības?

Lai novērstu svārstības, viens no diviem iepriekš minētajiem nosacījumiem nedrīkst būt izpildīts darbības frekvenču diapazonā.

2. attēls. Negatīvās atgriezeniskās saites cilpas stāvoklis bez svārstībām
2. attēls. Negatīvās atgriezeniskās saites cilpas stāvoklis bez svārstībām

Kā parādīts 2. attēls, tiek ņemtas vērā divas kritiskās frekvences:

  • FC: Frekvence, kurā cilpas pastiprinājums |AF| samazinās līdz 0 dB.

  • priekš: Frekvence, kurā cilpas fāzes nobīde pārsniedz -180°.

Lai saglabātu stabilitāti, pastiprinājumam jābūt zem 0 dB kad fāzes nobīde sasniedz -180°.

4. Kāpēc strāvas izejas signāli ir stabilāki

3. attēls. Strāvas avota atgriezeniskās saites cilpa
3. attēls. Strāvas avota atgriezeniskās saites cilpa
4. attēls. Sprieguma avota atgriezeniskās saites cilpa
4. attēls. Sprieguma avota atgriezeniskās saites cilpa

Strāvas signāla izejas shēmas ir mazāk pakļauti svārstībām, jo:
✔ To atgriezeniskās saites ceļš ir ierobežots ar iekšējām sastāvdaļām (kā parādīts 3. attēls).
✔ Ārējām slodzes izmaiņām ir maza ietekme uz fāzes nobīdi vai pastiprinājumu.

Turpretī, sprieguma izejas shēmas (4. attēls) saņemt atsauksmes no izejas punkts, kas nozīmē, ka ārējie kabeļi un paraugu ņemšanas shēmas var ietekmēt fāzes nobīdi un pastiprinājumu. Ja mainās to parametri, sistēma var atbilst svārstību nosacījumiem, kas noved pie nestabilitātes.

5. Secinājums

Sprieguma tipa izejas signāli var svārstīties, ja:
✔ Parazītiskie komponenti ievieš 180° fāzes nobīdi.
✔ Šajā fāzes nobīdē cilpas pastiprinājums saglabājas lielāks par 1.

Lai izvairītos no svārstībām:
✔ Pārliecinieties, vai cilpas pastiprinājums ir samazināts zem 0 dB, pirms fāzes nobīde sasniedz 180°.
✔ Samaziniet parazītisko kapacitāti/induktivitātes koeficientu pārraides kabeļos.
✔ Izmantojiet atbilstošu filtrēšanu, lai stabilizētu atgriezeniskās saites cilpu.

Turpretī, strāvas tipa izejas ir stabilāki, jo to atgriezeniskās saites cilpu mazāk ietekmē ārējie slodzes apstākļi.