1. Calea de transmisie a semnalului de tensiune

Așa cum se arată în Figura 1Un sistem de transmisie a semnalului de tensiune este alcătuit din trei componente cheie:

1. Circuit de ieșire a tensiunii cu feedback negativ

2. Cablu de transmisie a semnalului

   • Include capacitate parazită (C1) şi inductanță parazită (L1), care depind de lungimea cablului şi schema de cablare.

3. Circuit de achiziție a semnalului de intrare

   • Poate include o filtru trece-jos (L2, C2).

2. De ce apare oscilația?

Într-un sistem de semnal de tensiune cu feedback negativ, semnalul de intrare se calculează astfel:

∣Xi′∣=∣Xi∣−∣Xf∣|X_i'| = |X_i| – |X_f|

Totuși, dacă semnalul de feedback (|Xf|) este defazat cu 180°, ecuația se schimbă în:

∣Xi′∣=∣Xi∣+∣Xf∣|X_i'| = |X_i| + |X_f|

Aceasta înseamnă că, chiar dacă fără semnal de intrare se aplică (|Xi| = 0), cel/cea/cei/cele semnalul de feedback menține ieșirea, ducând la oscilație auto-susținută.

Pentru ca oscilația să aibă loc, trebuie îndeplinite două condiții:

1. Câștigul buclei este mai mare decât 1: |AF| > 1

2. Schimbarea de fază satisface: φA + φF = (2n+1)π

The schimbare de fază în buclă provine din mai multe surse:
✔ Capacitatea parazită (C1) și inductanța (L1) în cablul de transmisie
✔ Componentele filtrului trece-jos (L2, C2) în circuitul de intrare
✔ Condensatoare de filtrare în circuitul de ieșire

Dacă defazajul total atinge 180°, poate apărea autooscilație.

3. Cum să prevenim oscilația?

Pentru a preveni oscilația, una dintre cele două condiții de mai sus nu trebuie îndeplinită în intervalul de frecvență operațională.

Așa cum se arată în Figura 2, sunt luate în considerare două frecvențe critice:

• fc: Frecvența la care câștigul buclei |AF| scade la 0 dB.

• pentru: Frecvența la care defazajul buclei depășește -180°.

Pentru a menține stabilitatea, câștigul trebuie să fie sub 0 dB când defazajul ajunge la -180°.

4. De ce semnalele de ieșire curente sunt mai stabile

Circuite de ieșire a semnalului de curent sunt mai puțin predispuse la oscilații deoarece:
✔ Calea lor de feedback este limitată la componentele interne (așa cum se arată în Figura 3).
✔ Variațiile de sarcină externă au un efect redus asupra schimbării de fază sau a câștigului.

În contrast, circuite de ieșire de tensiune (Figura 4) primiți feedback de la punct de ieșire, adică cabluri externe și circuite de eșantionare poate influența schimbarea de fază și amplificarea. Dacă parametrii lor se modifică, sistemul poate îndeplini condițiile de oscilație, ducând la instabilitate.

5. Concluzie

Semnalele de ieșire de tip tensiune pot oscila atunci când:
✔ Componentele parazite introduc o schimbare de fază de 180°.
✔ Câștigul buclei rămâne mai mare de 1 la această schimbare de fază.

Pentru a evita oscilațiile:
✔ Asigurați-vă că amplificarea buclei este redusă sub 0 dB înainte ca defazajul să atingă 180°.
✔ Minimizarea capacității/inductanței parazitare în cablurile de transmisie.
✔ Folosește o filtrare adecvată pentru a stabiliza bucla de feedback.

În contrast, ieșiri de tip curent sunt mai stabile, deoarece bucla de feedback este mai puțin afectată de condițiile de sarcină externe.