He diseñado el siguiente filtro de paso alto de Sallen-Key (ver imagen a continuación). Me gustaría verificar su estabilidad utilizando el margen de fase de la función de transferencia de bucle abierto.
Insertarunafuentedevoltajeen-INnointerrumpeelbuclederetroalimentacióndebidoaR1.Entonces,¿dóndetengoqueinsertarunafuentedevoltajeparaobtenerunabuenaaproximacióndelafuncióndetransferenciadebucleabierto?¿Oesnecesariounmétodomáscomplejocomoel
No - el teorema general de retroalimentación no debe aplicarse necesariamente. El circuito mostrado tiene dos bucles de realimentación: uno con 100% de retroalimentación negativa (ganancia unitaria) y una red dependiente de la frecuencia para realizar la función de filtro. Debido a los cambios de fase internos, este segundo bucle proporciona retroalimentación positiva para un cierto rango de frecuencia (en la vecindad de la frecuencia del polo).
Como consecuencia, es esta red la que determina principalmente el margen de fase y puede tratar el dispositivo activo como un amplificador ideal de ganancia unitaria.
Por lo tanto, establezca Vin = 0, abra el bucle en el nodo superior de R1 e inyecte la señal de prueba Vt (AC 1V, por ejemplo) en este punto. Luego, la ganancia del bucle es LG = Vout / Vt .
(En su texto menciona el margen de fase y la "función de transferencia de bucle abierto". Tenga en cuenta que para encontrar el margen de fase necesitamos la GANANCIA DE LOOP, que es la ganancia del bucle abierto del producto (de opamp) multiplicada por la retroalimentación función).
EDIT (observación): Para ser más detallados, uno debe darse cuenta de que el circuito mostrado tiene tres bucles (tres métodos para abrir redes de retroalimentación), con diferentes ganancias de bucle y, por lo tanto, cada uno con ( al menos en teoría) márgenes de estabilidad diferentes. Eso significa que: el circuito en sí no tiene un cierto margen estable, en cambio, cada bucle está equipado con un margen.
loop 1: abre solo la ruta de retroalimentación RC. Resultado: margen de ganancia GM = 6 dB, no se define un margen de fase porque la ganancia del bucle es siempre < 0dB.
bucle 2: abra ambos bucles de realimentación (ruta RC y corto a la entrada inv.). Resultado: Ganancia de margen de nuevo de la aplicación. 6 dB, margen de fase PM = 63 grados.
loop 3: abre solo el corto al inv. entrada. Como resultado, tanto PM como GM son aplicaciones. como para el bucle 2.
Comentario: ¿Cuál es el significado de un margen de estabilidad? Respuesta: Ambos márgenes nos dan una información que aporta ganancia adicional. el cambio de fase podría introducirse en el bucle respectivo (es decir, está permitido) hasta que el circuito se vuelva inestable. Teniendo esto en cuenta, no tiene sentido abrir el bucle 3 (y encontrar márgenes) porque un corto es un corto y no puede tener ninguna desviación notable. Sin embargo, tales influencias no deseadas (tolerancias de las partes) pueden ocurrir en la red RC y en el opamp. Por esta razón, las dos primeras simulaciones (bucle 1 y bucle 2) dan resultados, que pueden ser interesantes para el diseñador. (Los valores GM y PM mencionados son resultados de simulación obtenidos con el opamp LT1001)
Lea otras preguntas en las etiquetas stability transfer-function active-filter phase-margin