1. เส้นทางการส่งสัญญาณแรงดันไฟฟ้า

รูปที่ 1 เส้นทางการส่งสัญญาณแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า
รูปที่ 1 เส้นทางการส่งสัญญาณแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า

ดังแสดงใน รูปที่ 1ระบบส่งสัญญาณแรงดันไฟฟ้าประกอบด้วยส่วนประกอบหลักสามส่วน ได้แก่:

  1. วงจรเอาต์พุตแรงดันป้อนกลับเชิงลบ

  2. สายส่งสัญญาณ

    • รวมถึง ความจุปรสิต (C1) และ ค่าเหนี่ยวนำปรสิต (L1)ซึ่งขึ้นอยู่กับ ความยาวสายเคเบิล และ แผนผังการเดินสายไฟ.

  3. วงจรรับสัญญาณอินพุต

    • อาจรวมถึง ตัวกรองความถี่ต่ำ (L2, C2).

2. เหตุใดจึงเกิดการสั่น?

ในระบบสัญญาณแรงดันป้อนกลับเชิงลบ สัญญาณอินพุตจะคำนวณได้ดังนี้:

∣Xi′∣=∣Xi∣−∣Xf∣|X_i'| = |X_i| – |X_f|

อย่างไรก็ตาม ถ้าหาก สัญญาณป้อนกลับ (|Xf|) มีการเลื่อนเฟสไป 180°สมการจะเปลี่ยนเป็น:

∣Xi′∣=∣Xi∣+∣Xf∣|X_i'| = |X_i| + |X_f|

นั่นหมายความว่าถึงแม้ว่า ไม่มีสัญญาณอินพุต นำไปใช้ (|Xi| = 0) สัญญาณป้อนกลับช่วยรักษาระดับเอาต์พุตซึ่งนำไปสู่ การสั่นแบบต่อเนื่องด้วยตนเอง.

การสั่นจะเกิดได้นั้น ต้องมีเงื่อนไขสองประการดังนี้:

  1. อัตราขยายของลูปมากกว่า 1: |AF| > 1

  2. การเลื่อนเฟสเป็นไปตามเงื่อนไข: φA + φF = (2n+1)π

เดอะ การเลื่อนเฟส ลูปนี้มาจากหลายแหล่ง:
✔ ค่าความจุปรสิต (C1) และค่าเหนี่ยวนำปรสิต (L1) ในสายส่งสัญญาณ
✔ ส่วนประกอบตัวกรองความถี่ต่ำ (L2, C2) ในวงจรอินพุต
✔ ตัวเก็บประจุแบบฟิลเตอร์ในวงจรเอาต์พุต

ถ้าหาก การเปลี่ยนแปลงเฟสโดยรวมถึง 180°การสั่นสะเทือนด้วยตนเองสามารถเกิดขึ้นได้

3. จะป้องกันการสั่นสะเทือนได้อย่างไร?

เพื่อป้องกันการสั่นสะเทือน เงื่อนไขข้อใดข้อหนึ่งในสองข้อข้างต้นจะต้องไม่เป็นไปตามที่กำหนด ภายในช่วงความถี่การทำงาน

รูปที่ 2 สภาวะของวงจรป้อนกลับเชิงลบที่ไม่มีการสั่น
รูปที่ 2 สภาวะของวงจรป้อนกลับเชิงลบที่ไม่มีการสั่น

ดังแสดงใน รูปที่ 2โดยพิจารณาความถี่วิกฤตสองค่า:

  • fc: ความถี่ที่อัตราขยายของลูป |AF| ลดลงเหลือ 0 dB.

  • fo: ความถี่ที่การเลื่อนเฟสของลูปเกินค่าที่กำหนด -180°.

เพื่อรักษาเสถียรภาพ อัตราขยายควรต่ำกว่า 0 dB เมื่อการเปลี่ยนแปลงเฟสถึง -180°

4. เหตุใดสัญญาณเอาต์พุตกระแสไฟฟ้าจึงมีความเสถียรมากกว่า

รูปที่ 3 วงจรป้อนกลับแหล่งจ่ายกระแสไฟฟ้า
รูปที่ 3 วงจรป้อนกลับแหล่งจ่ายกระแสไฟฟ้า
รูปที่ 4 วงจรป้อนกลับแหล่งจ่ายแรงดัน
รูปที่ 4 วงจรป้อนกลับแหล่งจ่ายแรงดัน

วงจรเอาต์พุตสัญญาณกระแสไฟฟ้า มีแนวโน้มที่จะเกิดการแกว่งน้อยลงเนื่องจาก:
✔ เส้นทางการป้อนกลับของพวกเขานั้นจำกัดอยู่เฉพาะส่วนประกอบภายในเท่านั้น (ดังแสดงใน รูปที่ 3).
✔ การเปลี่ยนแปลงของโหลดภายนอกมีผลกระทบต่อการเลื่อนเฟสหรืออัตราขยายเพียงเล็กน้อย.

ในทางตรงกันข้าม วงจรเอาต์พุตแรงดันไฟฟ้า (รูปที่ 4) รับฟังความคิดเห็นจาก จุดส่งออกหมายความว่า สายเคเบิลภายนอกและวงจรการสุ่มตัวอย่าง สามารถส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงเฟสและอัตราขยายได้ หากพารามิเตอร์เหล่านั้นเปลี่ยนแปลง ระบบก็จะเปลี่ยนแปลงไปด้วย อาจตรงตามเงื่อนไขการแกว่งซึ่งนำไปสู่ความไม่เสถียร

5. บทสรุป

สัญญาณเอาต์พุตชนิดแรงดันไฟฟ้าสามารถเกิดการสั่นได้เมื่อ:
✔ ส่วนประกอบปรสิตทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเฟส 180°
✔ อัตราขยายของวงจรยังคงมากกว่า 1 ที่การเปลี่ยนแปลงเฟสนี้

เพื่อป้องกันการแกว่ง:
✔ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าอัตราขยายของวงจรลดลงต่ำกว่า 0 dB ก่อนที่การเปลี่ยนเฟสจะถึง 180°
✔ ลดค่าความจุ/ความเหนี่ยวนำแฝงในสายส่งสัญญาณให้น้อยที่สุด
✔ ใช้ตัวกรองที่เหมาะสมเพื่อรักษาเสถียรภาพของวงจรป้อนกลับ

ในทางตรงกันข้าม เอาต์พุตแบบกระแสไฟฟ้า มีเสถียรภาพมากขึ้นเนื่องจาก วงจรป้อนกลับได้รับผลกระทบจากสภาวะโหลดภายนอกน้อยกว่า.