Ceros y polos de un amplificador

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Para una función de transferencia, un cero se define como el valor de s para el cual el valor de la función de transferencia es cero. Un polo se define como el valor de s para el cual el valor de la función de transferencia llega al infinito.

Sin embargo, cuando se trata de la función de transferencia para un amplificador, un cero que depende de la mano derecha o izquierda puede disminuir o aumentar la fase, introduce una ganancia de +20 db / década y, de manera similar, para un polo (mano izquierda para estabilidad), disminuye la respuesta de fase e introduce -20 db / década en ganancia.

¿Cuál es el significado de la definición de polo y cero para la respuesta de frecuencia de un amplificador? ¿No es válido?

    
pregunta Ashii

3 respuestas

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¿Por qué sería diferente para la respuesta de frecuencia de un amplificador o un convertidor de potencia? Si tomo la siguiente función de transferencia \ $ H (s) = H_0 \ frac {(1- \ frac {s} {\ omega_ {z1}}) (1+ \ frac {s} {\ omega_ {z2}}) } {(1+ \ frac {s} {\ omega_ {p1}}) (1+ \ frac {s} {\ omega_ {p2}})} \ $, que es la función de transferencia de un convertidor boost operado en forma discontinua Modo de conducción (DCM), la respuesta de frecuencia es la siguiente:

Puede ver claramente una ganancia en dc (\ $ H_0 \ $) y luego el efecto de los polos y ceros. Se da cuenta de la acción del cero del semiplano derecho (RHPZ) que frena la pendiente -2 (-40 dB / dec) en una pendiente -1 (-20 dB / dec) pero mantiene la fase a la alta frecuencia.

    
respondido por el Verbal Kint
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Puede que esté un poco fuera de lugar, pero creo que estás tratando de averiguar dónde concuerda la definición de polo / cero con 20dB / dec y cambio de fase.

La respuesta es en realidad que la posición del polo tiene una gran influencia en la función de transferencia. Los polos pueden estar en cualquier parte del plano complejo. Y si te acercas a esos polos (en el plano complejo), verás que llegarás al infinito allí.

Sin embargo, una trama de bode, una función de transferencia o algo similar no cubre ese plano complejo entero . ¡Se mantendrá en el eje imaginario! Y así, a menos que tus polos estén exactamente en el eje imaginario, no verás ningún punto hasta el infinito.

La siguiente figura ilustra esto con la función de transferencia:

\ $ TF (s) = \ frac {1} {1 + s + s ^ 2} \ $

Lalíneaennegritaeselejedefrecuenciaqueseusaparalosdiagramasdecódigoolasfuncionesdetransferencia.Perovesque"pierde" los polos completamente.

Lo que sí es posible, sin embargo, es describir el comportamiento lejos de los polos cuando se va a lo largo del eje de frecuencia. Tomemos una función de transferencia simple 1 / (1 + s) y la seguimos a lo largo del eje de frecuencia:

\ $ \ left | \ frac {1} {1 + j \ omega} \ right | = \ frac {1} {\ sqrt {1+ \ omega ^ 2}} \ $

Si \ $ \ omega \ $ se vuelve mucho más grande que la frecuencia del polo, entonces

\ $ \ frac {1} {\ sqrt {1+ \ omega ^ 2}} \ overset {\ omega \ rightarrow + \ infty} {\ approx} \ frac {1} {\ omega} \ $

Si \ $ \ omega \ $ se multiplica por 10, entonces la amplitud disminuirá en un factor de 10, que es de 20dB, y así obtendrás -20dB / década. Puede hacer la misma aproximación para la fase de la función de transferencia. Un polo en el Plano de la mitad izquierda agregará un cambio de fase de 90 grados a medida que aumente \ $ \ omega \ $ más allá de la frecuencia del polo.

El mismo razonamiento se aplica a los ceros de LHP (por ejemplo, \ $ TF (s) = 1 + s \ $), donde verá que, a medida que \ $ \ omega \ $ aumenta, suceden cosas similares a la amplitud y la fase. , aunque en otra dirección (+ 20dB / década en lugar de -20dB / década, y -90 grados en lugar de +90 grados).

Hacer el mismo análisis para los polos y ceros RHP llevará a las mismas conclusiones para la amplitud, pero conducen a cambios de fase invertidos.

    
respondido por el Sven B
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respondido por el Tako

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