¿Por qué tomamos la ganancia y el margen de fase de estos puntos en estabilidad?

Un amplificador inversor comenzará a oscilar cuando la red de realimentación cause:

1. una ganancia de 1 (0dB) y
2. con un cambio de fase de 180 grados.

Si se acerca a estos dos requisitos previos para la oscilación, notará que el amplificador mostrará los primeros signos de oscilación, como la superación y la demora relativamente larga hasta el valor final. Esto es mejor visible en respuesta a un paso o una señal de onda cuadrada.

Al mantener un margen suficiente, estos efectos se pueden minimizar a un nivel aceptable.

En un bucle de realimentación negativa y de unidad, la función de transferencia tiene la forma \ $ s \ mapsto {g (s) \ sobre 1 + g (s)} \ $. Los polos del sistema serán los valores de \ $ s \ $ para los cuales \ $ 1 + g (s) = 0 \ $, o \ $ g (s) = -1 \ $.

En el plano de frecuencia complejo, el punto \ $ - 1 \ $ corresponde a una magnitud de 1 y una fase de 180 °, por lo que una medida de cuán "cerca" está el sistema de ser inestable es ver cuántos grados la fase de bucle abierto está en la ganancia unitaria, y de manera similar para el margen de ganancia.

En general, para tales cosas, me parece más satisfactorio mirar un diagrama de Nyquist en lugar de los diagramas de Bode, aunque pierda la buena parametrización de frecuencia.

Tenga en cuenta que a pesar de la buena caracterización por dos números precisos, la medida de la estabilidad es más cualitativa que cuantitativa.