斩波放大器反馈环路稳定性


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我对计划建造的电路的稳定性有疑问。这是一个电压控制电流源,IN-AMP用于感测流经Rsns的电流并将反馈提供给运放。我正在尝试使用可编程仪表放大器,结果证明符合我的要求的大多数是斩波放大器。

但是,据我了解,这意味着从流经Rsns的电流到斩波器中的电容器充电和放电,再到仪表放大器的输出改变之间会有一定的延迟。我以为这种延迟会导致振荡是正确的吗?(我还没有这些部件,否则我会建立它)。将延迟元素引入反馈环路通常是一个坏主意,还是有一种在使用时不会造成不稳定的方法?谢谢!

电路图

更新:对于那些想要更新的人:我用香草运算放大器仪表放大器构建了该电路,仪表放大器的G = 100,Vin = 1Vpp正弦波频率为60Hz,Rsns = 1R和ZL = 22R,如果可以的话,我会看到我的60Hz信号“振幅调制”,其振荡频率为133kHz。这是ZL上的示波器轨迹。 示波器轨迹


如果我可以投票两次,那么我一个就一个有趣的问题,一个就清晰的示意图进行投票。
Neil_UK

@Neil_UK我会帮助您的。
阿森纳

Answers:


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是的,稳定性可能会成为一个问题,而内部构造与它无关。大多数(现代)斩波放大器具有许多MHz带宽,并且除了输入端确实令人讨厌的尖峰和调制频率附近的一些小噪声外,其性能与普通运算放大器或仪表放大器类似。

但是,您在反馈环路中引入了滞后和更多的增益,而这两种趋势都将导致较小的相位裕度,从而可能导致不稳定。通过将仪表放大器的增益保持在较低水平并可能引入一些补偿,您应该能够使该概念起作用。


通常,我给您的印象是,您可以(通常)通过确保两个放大器之间的UGBW相差5来解决此问题。您对此有经验吗?
Andrew Spott

如果不是,您可以放慢速度,这样只有一个主要的滞后。
Spehro Pefhany 16/09/14

因此,如果在输入端有一个正弦波,我是否正确假设增益环路中与振荡有关的延迟的“重要性”取决于该频率?还是电路会独立于输入信号振荡?
约旦

在现实生活中,通常会有足够的噪音来推动事情发展。如果您对仿真感兴趣(应该如此),则将输入信号输入方波,并查看过冲的衰减(如果有),以查看所获得的阻尼类型。振荡越近,振铃消失所需的时间就越长,直到每个周期振铃变大并且您有一个振荡器为止。还要在变化的负载条件下进行检查,包括一些寄生因素。
Spehro Pefhany

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好的,我一直在寻找学习设计SPICE模型的借口。我将继续讨论并在完成后发布结果。谢谢你的帮助。
乔丹

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只要选择正确的设备,就不会有任何问题。

斩波放大器一词的定义不明确,无法用于多种不同的拓扑。但是,数据表应提供足够的信息,以使您了解特定设备使用了哪种拓扑或方法。

对于连续时间信号处理,斩波(稳定)放大器通常由两个放大器组成。信号路径中的主放大器和在那里处理其自身的偏移量和主放大器的偏移量的调零放大器。

其原理如下所示: 在此处输入图片说明

该电路分两相工作,在一个相中,清零放大器测量其自身的失调并将其存储在电容器A中。该电压被反馈到清零放大器,并由放大器用来校正其自身的失调。在第二阶段,现在几乎没有偏移的零位放大器测量主放大器的偏移,并再次将电压存储在第二电容器B中,以校正主放大器的偏移。

失调校正使用修改后的输入级完成,该输入级在补偿输入端的增益较低。

理想情况下,此方法是透明的,并且从外部是不可见的。实际上,可以在输出端看到开关频率,但是幅度通常非常低。有时,使用扩频方法将频谱分量分布在更宽的范围内。

这只是一个原理,但其他方法通常与此相似。


我一直在看AD8557,如果我没有记错的话,这里最相关的性能指标是建立时间,该时间为8微秒。
约旦

稳定时间给出指示。为了确保稳定性,应该进行电路仿真。
马里奥(Mario)
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