1. Trayectoria de transmisión de la señal de voltaje

Figura 1. Trayectoria de transmisión de señales de fuente de voltaje.
Figura 1. Trayectoria de transmisión de señales de fuente de voltaje.

Como se muestra en Figura 1Un sistema de transmisión de señales de voltaje consta de tres componentes clave:

  1. Circuito de salida de voltaje con retroalimentación negativa

  2. Cable de transmisión de señales

    • Incluye capacitancia parásita (C1) y inductancia parásita (L1), que dependen de longitud del cable y esquema de cableado.

  3. Circuito de adquisición de señal de entrada

    • Puede incluir un Filtro de paso bajo (L2, C2).

2. ¿Por qué se produce la oscilación?

En un sistema de señal de voltaje con retroalimentación negativa, la señal de entrada se calcula como:

∣Xi′∣=∣Xi∣−∣Xf∣|X_i'| = |X_i| – |X_f|

Sin embargo, si el La señal de retroalimentación (|Xf|) está desfasada 180°., la ecuación cambia a:

∣Xi′∣=∣Xi∣+∣Xf∣|X_i'| = |X_i| + |X_f|

Esto significa que incluso si Sin señal de entrada se aplica (|Xi| = 0), el La señal de retroalimentación mantiene la salida., lo que lleva a oscilación autosostenida.

Para que se produzca la oscilación, deben cumplirse dos condiciones:

  1. La ganancia del bucle es mayor que 1: |AF| > 1

  2. El cambio de fase satisface: φA + φF = (2n+1)π

En cambio de fase La información en el bucle proviene de múltiples fuentes:
✔ Capacitancia parásita (C1) e inductancia (L1) en el cable de transmisión
✔ Componentes del filtro de paso bajo (L2, C2) en el circuito de entrada
✔ Condensadores de filtro en el circuito de salida

Si el El desplazamiento de fase total alcanza los 180°.Puede producirse autooscilación.

3. ¿Cómo prevenir la oscilación?

Para evitar la oscilación, No debe cumplirse una de las dos condiciones anteriores. dentro del rango de frecuencia operativa.

Figura 2. Condición del bucle de retroalimentación negativa sin oscilación.
Figura 2. Condición del bucle de retroalimentación negativa sin oscilación.

Como se muestra en Figura 2Se consideran dos frecuencias críticas:

  • fc: La frecuencia donde la ganancia de bucle |AF| cae a 0 dB.

  • para: La frecuencia en la que el desplazamiento de fase del bucle supera -180°.

Para mantener la estabilidad, el La ganancia debe ser inferior a 0 dB. cuando el desfase alcanza los -180°.

4. ¿Por qué las señales de salida actuales son más estables?

Figura 3. Bucle de retroalimentación de la fuente de corriente.
Figura 3. Bucle de retroalimentación de la fuente de corriente.
Figura 4. Lazo de retroalimentación de la fuente de voltaje.
Figura 4. Lazo de retroalimentación de la fuente de voltaje.

Circuitos de salida de señal de corriente son menos propensos a la oscilación porque:
✔ Su vía de retroalimentación se limita a componentes internos. (como se muestra en Figura 3).
✔ Las variaciones de carga externa tienen poco efecto sobre el desfase o la ganancia..

Por el contrario, circuitos de salida de voltaje (Figura 4) tomar retroalimentación de la punto de salida, lo que significa que cables externos y circuitos de muestreo pueden influir en el desplazamiento de fase y la ganancia. Si sus parámetros cambian, el sistema pueden cumplir las condiciones de oscilación, lo que conduce a la inestabilidad.

5. Conclusión

Las señales de salida de tipo voltaje pueden oscilar cuando:
✔ Los componentes parásitos introducen un desfase de 180°.
✔ La ganancia de bucle permanece mayor que 1 en este desfase.

Para evitar la oscilación:
✔ Asegúrese de que la ganancia del bucle se reduzca por debajo de 0 dB antes de que el desfase alcance los 180°.
✔ Minimizar la capacitancia/inductancia parásita en los cables de transmisión.
✔ Utilice un filtro adecuado para estabilizar el bucle de retroalimentación.

Por el contrario, salidas de tipo corriente son más estables ya que su El bucle de retroalimentación se ve menos afectado por las condiciones de carga externas..