초퍼 증폭기 피드백 루프 안정성


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건물에 계획 한 회로의 안정성에 관한 질문이 있습니다. 이것은 전압 제어 전류 소스이며 IN-AMP는 Rsns를 통한 전류를 감지하고 op-amp에 피드백을 제공하는 데 사용됩니다. 프로그래밍 가능한 계측 증폭기를 사용하려고하는데 내 요구 사항에 맞는 대부분의 것이 초퍼 증폭기입니다.

그러나 내가 알기로 이것은 Rsns를 통한 전류가 초퍼의 커패시터가 충전 및 방전되는 시점으로 변경 된 후 인 앰프의 출력이 변경되는 시점에서 약간의 지연이 있음을 의미합니다. 이 지연이 발진으로 이어진다 고 가정하면 정확합니까? (나는 아직 부품이 없거나 그냥 쌓을 것입니다). 지연 요소를 피드백 루프에 도입하는 것은 일반적으로 나쁜 생각입니까, 불안정하지 않고 사용하는 방법이 있습니까? 감사!

회로

업데이트 : 업데이트를 원하는 사람들을 위해 : 바닐라 연산 증폭기계측 증폭기 를 사용 하여이 회로를 구축했습니다 . 계측 증폭기에는 G = 100, Vin = 1Vpp 사인파가 60Hz, Rsns = 1R 및 ZL = 22R이 있습니다. 133kHz의 발진 주파수에서 60Hz 신호 "진폭 변조"를 볼 수 있습니다. 다음은 ZL의 오실로스코프 트레이스입니다. 오실로스코프 트레이스


흥미로운 질문에 대한 설명과 명확한 회로도에 대한 질문을 두 번 올리면 가능합니다.
Neil_UK

@Neil_UK 도와 드리겠습니다.
아스날

답변:


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그렇습니다. 안정성은 문제가 될 수 있으며 내부 구조는 그와 관련이 거의 없습니다. 대부분의 (현대) 초퍼 증폭기는 MHz 대역폭이 많으며 입력 주파수가 매우 급격히 높아지고 변조 주파수 근처에서 약간의 노이즈가 발생하는 것을 제외하고는 일반 op-amp 또는 in-amp와 유사하게 작동합니다.

그러나 피드백 루프에 지연과 더 많은 게인을 도입하고 있으며이 두 가지 모두 위상 마진이 줄어들어 불안정성이 발생할 수 있습니다. 인-앰프의 이득을 낮게 유지하고 약간의 보상을 도입함으로써이 개념을 작동시킬 수 있어야합니다.


일반적으로 두 앰프 사이의 UGBW가 5의 요소인지 확인 하여이 문제를 해결할 수 있다는 인상을 받고 있습니다 . 이것에 대해 경험이 있습니까?
Andrew Spott

그렇지 않은 경우 하나의 지배적 지연이 발생하도록 속도를 늦출 수 있습니다.
Spehro Pefhany

입력에 사인파가있는 경우, 진동과 관련하여 게인 루프에서 지연의 "중요도"가 해당 주파수에 의존한다고 가정하는 것이 정확합니까? 아니면 입력에서 신호와 독립적으로 회로가 진동합니까?
Jordan

실제로는 일을 진행하기에 충분한 소음이 있습니다. 시뮬레이션에 관심이 있고 입력해야 할 경우 구형파를 공급하고 오버 슈트 (있는 경우)의 붕괴를보고 어떤 종류의 댐핑이 발생하는지 확인하십시오. 진동이 가까울수록 울림이 사라질 때까지 걸리는 시간이 길어집니다. 울릴 때마다 울림이 커지고 오실레이터가 생깁니다. 기생을 포함한 다양한 부하 조건에서도 점검하십시오.
Spehro Pefhany

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저는 SPICE 모델을 디자인하는 법을 배웠습니다. 내가 끝내면 결과를 게시 할 것입니다. 모든 도움에 감사드립니다.
Jordan

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올바른 장치를 선택하는 한 아무런 문제가 없습니다.

초퍼 증폭기라는 용어는 잘 정의되어 있지 않으며 여러 가지 다른 토폴로지에 사용됩니다. 그러나 데이터 시트는 특정 장치에 어떤 토폴로지 또는 방법이 사용되었는지 알 수있는 충분한 정보를 제공해야합니다.

연속적인 시간 신호 처리를 위해 초퍼 (안정화 된) 증폭기는 일반적으로 두 개의 증폭기로 구성됩니다. 신호 경로에있는 메인 앰프와 메인 앰프의 자체 오프셋 및 오프셋을 처리하기위한 널링 앰프입니다.

원리는 다음과 같습니다. 여기에 이미지 설명을 입력하십시오

회로는 두 단계로 작동하며, 한 단계에서 널링 증폭기는 자체 오프셋을 측정하여 커패시터 A에 저장합니다.이 전압은 널링 증폭기로 다시 공급되며 증폭기에서 자체 오프셋을 수정하는 데 사용됩니다. 제 2 단계에서, 현재 거의 오프셋이없는 널링 증폭기는 메인 증폭기의 오프셋을 측정하고 다시 메인 증폭기의 오프셋을 정정하는 제 2 커패시터 (B)에 전압을 저장한다.

오프셋 보정은 보정 입력에서 게인이 낮은 수정 된 입력 스테이지를 사용하여 수행됩니다.

이상적으로이 방법은 투명하게 작동하며 외부에서는 보이지 않습니다. 실제로 스위칭 주파수는 출력에서 ​​볼 수 있지만 진폭은 일반적으로 매우 낮습니다. 때때로 스펙트럼 성분을 넓은 범위에 분산시키기 위해 확산 스펙트럼 방법이 사용됩니다.

이것은 단지 하나의 원칙이지만 다른 방법은 종종 이것과 유사합니다.


AD8557을 살펴 보았습니다. 여기서 가장 관련성이 높은 성능 측정 방법은 시간을 정하는 것입니다.이 시간은 8 마이크로 초입니다.
Jordan

정착 시간이 표시됩니다. 안정성을 보장하기 위해 회로 시뮬레이션을 수행해야합니다.
마리오
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