¿Sistema oscilante a través de retroalimentación negativa?

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El criterio de Barkhausen para un sistema con retroalimentación positiva (siendo \ $ B (s) \ $ la función de transferencia de red de retroalimentación y \ $ A (s) \ $ la función de transferencia de red de ganancia) afirma que para que un sistema siga oscilando sin Señal de entrada y sin pérdida, necesitamos los polos de:

\ $ H (s) = \ dfrac {A (s)} {1 - B (s) A (s)} \ $

en los ejes imaginarios en el plano complejo. Eso significa que debería haber una solución para:

\ $ B (j \ omega_o) \ cdot A (j \ omega_o) = 1 \ $

y ωo sería la frecuencia de oscilación.

Por otra parte, si tengo un sistema con retroalimentación negativa (siendo B (s) la función de transferencia de red de realimentación y A (s) la función de transferencia de red de ganancia), la función de transferencia general será:

\ $ H (s) = \ dfrac {A (s)} {1 + B (s) A (s)} \ $

Entonces, para tener polos en el eje imaginario (sin pérdida), necesito una frecuencia ωd que resuelva:

\ $ B (\ omega_d) .A (\ omega_d) = -1 \ $

La función de transferencia de bucle es -1, debe significar que la entrada sinusoidal con frecuencia ωd se desplazará 180º y mantendrá la misma amplitud después de pasar por loop \ $ A (s) .B (s) \ $, luego se cambiará 180 ° nuevamente debido a la retroalimentación negativa y volverá a su forma original para seguir oscilando indefinidamente.

También significará que la función de transferencia \ $ H (s) \ $ tendrá una ganancia infinita en d que es un requisito para mantener un sistema sin vida Cualquier señal de entrada. ¿No es suficiente implementar un sistema oscilante que mantendrá oscilando cualquier sinusoidal con la frecuencia ωd que ingresa al bucle?

¿Por qué necesitamos comentarios positivos para implementar un sistema oscilante?

    
pregunta gutto

2 respuestas

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La respuesta es relativamente simple: Cada oscilador lineal necesita una ganancia de bucle de (al menos) unidad (magnitud de unidad y desplazamiento de fase de cero grados) solo en una frecuencia .

Eso significa que necesitamos un circuito de selección de frecuencia que pueda cumplir esta condición en la frecuencia deseada.

Si queremos usar una etapa de ganancia fija (lo que no siempre es así, también podemos usar integradores) tenemos dos opciones: invertir o no invertir.

1.) Sin inversión (cambio de fase cero): la red pasiva debe producir un cambio de fase de cero en la frecuencia deseada (ejemplo: paso de banda).

2.) Inversión (cambio de fase de 180 grados): la red pasiva debe producir -180 grados a la frecuencia deseada (ejemplo: tres etapas RC de paso bajo).

Responde a tu pregunta final : ¿Por qué necesitamos comentarios positivos para implementar un sistema oscilante?

Para evitar malas interpretaciones, creo que deberíamos decir: Necesitamos siempre una ganancia de bucle positiva (de unidad o, en la práctica, ligeramente mayor) a la frecuencia deseada. Más que eso, al mismo tiempo necesitamos una ganancia de bucle negativa (retroalimentación negativa) para DC (punto de polarización estable).

    
respondido por el LvW
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Lo que estás diciendo es exactamente correcto.

La oscilación puede ocurrir incluso cuando la salida de un amplificador se retroalimenta negativamente, siempre que el amplificador o la red de realimentación no inviertan la señal (es decir, \ $ A \ beta = -1 \ $).

Y la retroalimentación negativa de una señal invertida es equivalente a una retroalimentación positiva.

Según Barkhausen, la oscilación necesita que la entrada y la señal de realimentación estén en fase. Puede utilizar retroalimentación negativa o positiva para lograr esta condición. Pero no olvide que la topología de retroalimentación que resulta en un aumento de la entrada es una retroalimentación positiva.

Esta pregunta debería haber sido discutida bajo terminología. :-)

    
respondido por el nidhin

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