1. Jalur Transmisi Sinyal Tegangan

Gambar 1. Jalur transmisi sinyal sumber tegangan
Gambar 1. Jalur transmisi sinyal sumber tegangan

Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1Sistem transmisi sinyal tegangan terdiri dari tiga komponen utama:

  1. Rangkaian keluaran tegangan umpan balik negatif

  2. Kabel transmisi sinyal

    • Termasuk kapasitansi parasit (C1) Dan induktansi parasit (L1), yang bergantung pada panjang kabel Dan tata letak pengkabelan.

  3. Rangkaian akuisisi sinyal masukan

    • Mungkin termasuk filter lolos rendah (L2, C2).

2. Mengapa Osilasi Terjadi?

Dalam sistem sinyal tegangan umpan balik negatif, sinyal masukan dihitung sebagai:

∣Xi′∣=∣Xi∣−∣Xf∣|X_i'| = |X_i| – |X_f|

Namun, jika sinyal umpan balik (|Xf|) digeser fasenya sebesar 180°, persamaannya berubah menjadi:

∣Xi′∣=∣Xi∣+∣Xf∣|X_i'| = |X_i| + |X_f|

Ini berarti bahwa meskipun tidak ada sinyal masukan diterapkan (|Xi| = 0), itu sinyal umpan balik mempertahankan output, yang menyebabkan osilasi mandiri.

Agar osilasi terjadi, dua kondisi harus terpenuhi:

  1. Penguatan loop lebih besar dari 1: |AF| > 1

  2. Pergeseran fasa memenuhi: φA + φF = (2n+1)π

Itu pergeseran fase Masalah yang muncul dalam lingkaran berasal dari berbagai sumber:
✔ Kapasitansi parasit (C1) dan induktansi (L1) pada kabel transmisi
✔ Komponen filter lolos rendah (L2, C2) pada rangkaian input
✔ Kapasitor filter pada rangkaian keluaran

Jika Pergeseran fase total mencapai 180°, osilasi mandiri dapat terjadi.

3. Bagaimana Cara Mencegah Osilasi?

Untuk mencegah osilasi, Salah satu dari dua kondisi di atas tidak boleh terpenuhi. dalam rentang frekuensi operasional.

Gambar 2. Kondisi loop umpan balik negatif tanpa osilasi.
Gambar 2. Kondisi loop umpan balik negatif tanpa osilasi.

Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2, dua frekuensi kritis dipertimbangkan:

  • fc: Frekuensi di mana penguatan loop |AF| turun menjadi 0 dB.

  • fo: Frekuensi di mana pergeseran fase loop melebihi -180°.

Untuk menjaga stabilitas, penguatan harus di bawah 0 dB. ketika pergeseran fasa mencapai -180°.

4. Mengapa Sinyal Keluaran Arus Lebih Stabil

Gambar 3. Lingkaran umpan balik sumber arus.
Gambar 3. Lingkaran umpan balik sumber arus.
Gambar 4. Lingkaran umpan balik sumber tegangan
Gambar 4. Lingkaran umpan balik sumber tegangan

Rangkaian keluaran sinyal arus kurang rentan terhadap osilasi karena:
✔ Jalur umpan balik mereka terbatas pada komponen internal. (seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3).
✔ Variasi beban eksternal memiliki sedikit pengaruh pada pergeseran fasa atau penguatan..

Sebaliknya, rangkaian keluaran tegangan (Gambar 4) menerima umpan balik dari titik keluaran, artinya bahwa kabel eksternal dan sirkuit pengambilan sampel dapat memengaruhi pergeseran fasa dan penguatan. Jika parameter-parameter tersebut berubah, sistem mungkin memenuhi kondisi osilasi, yang menyebabkan ketidakstabilan.

5. Kesimpulan

Sinyal keluaran tipe tegangan dapat berosilasi ketika:
✔ Komponen parasitik menyebabkan pergeseran fase sebesar 180°.
✔ Penguatan loop tetap lebih besar dari 1 pada pergeseran fase ini.

Untuk menghindari osilasi:
✔ Pastikan penguatan loop dikurangi di bawah 0 dB sebelum pergeseran fasa mencapai 180°.
✔ Minimalkan kapasitansi/induktansi parasit pada kabel transmisi.
✔ Gunakan penyaringan yang tepat untuk menstabilkan lingkaran umpan balik.

Sebaliknya, keluaran tipe arus lebih stabil karena Lingkaran umpan balik kurang terpengaruh oleh kondisi beban eksternal..