1.电压信号传输路径

图 1 电压源信号的传输路径
图 1 电压源信号的传输路径

如图所示 图 1电压信号传输系统由三个关键部分组成：

  1. 负反馈电压输出电路

  2. 信号传输线

    • 包括 寄生电容 (C1) 和 寄生电感（L1）取决于 电缆长度 和 线路布局.

  3. 输入信号采集电路

    • 可包括 低通滤波器（L2、C2）.

2.为什么会发生振荡？

在负反馈电压信号系统中，输入信号的计算公式为

∣Xi′∣=∣Xi∣-∣Xf∣|X_i'| = |X_i| - |X_f|

但是，如果 反馈信号 (|Xf|) 相移 180，等式变为

∣Xi′∣=∣Xi∣+∣Xf∣|X_i'| = |X_i| + |X_f|

这意味着，即使 无输入信号 应用 (|Xi| = 0)、 反馈信号维持输出导致 自持振荡.

要发生振荡，必须满足两个条件：

  1. 环路增益大于 1： |AF| > 1

  2. 相移满足 φA + φF = (2n+1)π

"(《世界人权宣言》) 相移 循环中的数据来自多个来源：
✔ 传输电缆中的寄生电容 (C1) 和电感 (L1)
✔ 输入电路中的低通滤波器元件（L2、C2
✔ 输出电路中的滤波电容器

如果 总相移达到 180在这种情况下，可能会发生自振。

3.如何防止振荡？

防止振荡、 上述两个条件之一必须不满足 在工作频率范围内。

图 2 无振荡负反馈回路的条件
图 2 无振荡负反馈回路的条件

如图所示 图 2，考虑了两个临界频率：

  • fc： 环路增益的频率 |AF| 降至 0 dB.

  • fo： 环路相移超过 -180°.

为了保持稳定 增益应低于 0 dB 相移达到 -180°。

4.电流输出信号为何更稳定

图 3 电流源反馈回路
图 3 电流源反馈回路
图 4 电压源反馈回路
图 4 电压源反馈回路

电流信号输出电路 因为
✔ 其反馈路径仅限于内部元件 如图 图 3).
✔ 外部负载变化对相移或增益的影响很小.

相比之下 电压输出电路 (图 4）从 输出点也就是说 外部电缆和采样电路 会影响相移和增益。如果它们的参数发生变化，系统 可满足振荡条件导致不稳定。

5 结论

当出现以下情况时，电压型输出信号会发生振荡：
✔ 寄生元件会产生 180° 的相移。
✔ 在此相移过程中，环路增益仍大于 1。

避免振荡：
✔ 确保在相移达到 180°之前将环路增益降至 0 dB 以下。
✔ 尽量减少传输电缆中的寄生电容/电感。
✔ 使用适当的滤波来稳定反馈回路。

相比之下 电流型输出 更稳定，因为它们 反馈回路受外部负载条件的影响较小.