Pregunta:
¿Por qué el tutorial de estabilidad del amplificador operacional LTspice recomienda el análisis de bucle abierto?
DavidG25
2016-12-02 00:58:59 UTC
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He realizado un análisis de mano en un circuito amplificador del que sospecho, y todavía sospecho, así que quiero validar mi análisis de mano con LTspice.

Encontré este tutorial en línea: http://www.linear.com/solutions/4449

Se recomienda encontrar la "respuesta de fase y ganancia de bucle abierto" para analizar el margen de fase.Desacredita la "respuesta de circuito cerrado" por tener la información necesaria para analizar la estabilidad del amplificador.

No puedo publicar mi circuito exacto, pero eso no debería importar.Aquí hay un circuito de ejemplo, modificado según las instrucciones del tutorial:

enter image description here

Mi entendimiento previo era que la respuesta de bucle abierto de un amplificador operacional era solo el amplificador operacional por sí mismo sin circuito de retroalimentación, y que la respuesta de bucle cerrado contenía toda la información necesaria para analizar un amplificador con su circuito de retroalimentación.

¿Alguien puede explicar de qué está hablando el tutorial de LTspice?

Gracias

David - un comentario al tutorial en línea al que se hace referencia: en este tutorial (al principio) se menciona que un análisis de CA mostraría que el circuito funciona en un modo estable;sin embargo, no se pudo encontrar el margen de estabilidad.¡Esta declaración NO es correcta!Realice la siguiente prueba: cambie los terminales de entrada y conecte la ruta de retroalimentación al nodo de entrada no inversor.Obtendrá la misma respuesta de ganancia que antes.Eso significa: sabemos que el circuito NO es estable (y no puede funcionar); sin embargo, el análisis de CA nos dice que todo estaría bien.Solo un análisis TRAN puede revelar el problema.
para continuar: Para evitar malentendidos, mi comentario anterior se refiere únicamente a los análisis de ciclo cerrado.Por lo tanto: Un análisis de circuito cerrado de CA no puede mostrar si el circuito funciona en modo estable.Una posible oscilación o saturación solo puede revelarse con una simulación en el dominio del tiempo.Pero, por supuesto, los análisis de ganancia de bucle deben realizarse en el dominio de frecuencia (análisis de CA).
Dos respuestas:
LvW
2016-12-02 01:37:21 UTC
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Sí, a veces los términos son algo engañosos. En general, tenemos tres convenciones de ganancia diferentes para circuitos de retroalimentación:

  • Ganancia de bucle abierto del amplificador (solo): Aol,
  • Ganancia de bucle cerrado del amplificador con retroalimentación: Acl,
  • Ganancia del bucle Aloop, que es la ganancia del bucle completo (que se medirá o simulará después de romper el bucle en un punto adecuado). Por lo tanto, la ganancia del bucle es el producto $$ A_ {loop} = (- A_ {ol} * \ beta) $$ con beta = factor de retroalimentación
    Tenga en cuenta que esta definición incluye el signo de inversión en la entrada del opamp.
  • Según estas convenciones, la ganancia de ciclo cerrado es $$ A_ {cl} = (A_ {ol} * \ alpha) / (1-A_ {loop}) $$ con alpha = factor de avance, si existe, de lo contrario, unidad

Tenga en cuenta que los márgenes de estabilidad (margen de fase, margen de ganancia) se definen solo para la ganancia de bucle Aloop. Para determinar los márgenes, el lazo debe abrirse en un punto adecuado (salida opamp o entrada inv.) Para inyectar una señal de prueba. Espero que esto aclare algo.

El propósito del siguiente ejemplo es demostrar el significado (y el signo correcto) del término "alfa":

Example:

(a) Amplificador no inversor (R2 = resistencia de retroalimentación): alfa = 1, beta = R1 / (R1 + R2);

(b) Amplificador inversor: alfa = -R2 / (R1 + R2), beta = R1 / (R1 + R2).

Muchas gracias.Estoy familiarizado con la ganancia de bucle (indicada como L en mis libros de texto), pero no me di cuenta de que el tutorial se refería a "ganancia de bucle" cuando decía "ganancia de bucle abierto".
@zx485, gracias por editar;sin embargo, ¿por qué eliminó los ejemplos?¿Algo mal?Me sorprende que alguien más se tome la libertad de eliminar / acortar una contribución.
Solo eché un vistazo al historial de ediciones.No recuerdo haber quitado los ejemplos, y tampoco los he eliminado nunca antes.Debe haber sido un error, me disculpo por eso y me alegra que lo hayas notado y lo hayas solucionado.(Este comentario puede eliminarse si acepta mi disculpa).
Lo siento, tal vez un malentendido.Como habrás notado, he incluido los ejemplos nuevamente.
Mario
2016-12-02 01:29:02 UTC
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La estabilidad del sistema de circuito cerrado se puede encontrar analizando el sistema de circuito abierto.

Este es el resultado del criterio de estabilidad de Nyquist, que a menudo se usa en una forma simplificada donde solo se consideran el margen de fase y el margen de ganancia.

El análisis del sistema de circuito abierto se realiza rompiendo el circuito de retroalimentación.La función de transferencia del opamp y (!) La función de transferencia de la red de retroalimentación se consideran ya que el bucle solo se abre pero no se elimina ningún elemento.

Al analizar la ganancia del bucle, es importante hacerlo de tal manera que se conserven todas las propiedades importantes del circuito original.Simplemente abrir el circuito en un punto arbitrario podría eliminar la carga de algún nodo crucial y resultar en una respuesta completamente diferente.

Gracias.El criterio de estabilidad de Nyquist está un poco por encima de mi cabeza.He hecho todo mi análisis de estabilidad con ganancia / margen de fase y diagramas de bode.Pero entiendo la importancia de la ganancia de bucle en la estabilidad.


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