1. 電圧信号伝送経路

図1 電圧源信号の伝送経路
図1 電圧源信号の伝送経路

示されているように 図1電圧信号伝送システムは、3つの主要な構成要素から成り立っています。

  1. 負帰還電圧出力回路

  2. 信号伝送ケーブル

    • 含まれる 寄生容量（C1） そして 寄生インダクタンス（L1）これは、 ケーブルの長さ そして 配線図.

  3. 入力信号取得回路

    • 含まれる可能性があります ローパスフィルタ（L2、C2）.

2. なぜ振動が起こるのか？

負帰還電圧信号システムでは、入力信号は次のように計算されます。

∣Xi′∣=∣Xi∣−∣Xf∣|X_i'| = |X_i| – |X_f|

しかし、 フィードバック信号（|Xf|）は180°位相シフトされる。すると、方程式は次のように変わります。

∣Xi′∣=∣Xi∣+∣Xf∣|X_i'| = |X_i| + |X_f|

これは、たとえ 入力信号なし 適用される（|Xi| = 0)、 フィードバック信号は出力を維持する結果として 自己持続振動.

振動が発生するためには、次の2つの条件を満たす必要があります。

  1. ループゲインが1より大きい場合： |AF| > 1

  2. 位相シフトは以下を満たす： φA + φF = (2n+1)π

について 位相シフト ループ内の情報は複数のソースから取得されます。
✔ 送電ケーブル内の寄生容量（C1）と寄生インダクタンス（L1）
✔ 入力回路内のローパスフィルタ部品（L2、C2）
✔ 出力回路のフィルタコンデンサ

もし 位相シフトの合計は180°に達する自己振動が発生する可能性がある。

3．振動を防ぐには？

振動を防ぐために、 上記の2つの条件のうちいずれか1つを満たしてはならない。 動作周波数範囲内において。

図2 振動のない負帰還ループの状態
図2 振動のない負帰還ループの状態

示されているように 図22つの重要な周波数が考慮される。

  • fc: ループゲインが |AF|が0dBまで低下する.

  • fo: ループ位相シフトが超える周波数 -180°.

安定性を維持するために、 ゲインは0dB未満であるべきです 位相シフトが-180°に達したとき。

4. 電流出力信号の方が安定している理由

図3 電流源フィードバックループ
図3 電流源フィードバックループ
図4 電圧源フィードバックループ
図4 電圧源フィードバックループ

電流信号出力回路 振動しにくい理由は以下のとおりです。
✔ フィードバック経路は内部コンポーネントに限定される （図に示すように） 図3).
✔ 外部負荷の変動は位相シフトやゲインにほとんど影響を与えない.

対照的に、 電圧出力回路 （図4） 出力点つまり、 外部ケーブルとサンプリング回路 位相シフトとゲインに影響を与える可能性があります。これらのパラメータが変化すると、システムは 振動条件を満たす可能性がある不安定化につながる。

5.結論

電圧型出力信号は、以下の場合に発振する可能性があります。
✔ 寄生要素は180°の位相シフトを引き起こす。
✔ この位相シフトにおいても、ループゲインは1より大きいままです。

振動を避けるため：
✔ 位相シフトが180°に達する前に、ループゲインが0dB未満に低下していることを確認してください。
✔ 送電ケーブルにおける寄生容量／寄生インダクタンスを最小限に抑える。
✔ フィードバックループを安定させるために、適切なフィルタリングを使用してください。

対照的に、 電流型出力 より安定している フィードバックループは外部負荷条件の影響を受けにくい.