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【討論】關于環路穩定性的幾個問題

關于環路方面的帖子,論壇里的我基本都看了,感覺很多只是針對某個問題來討論,比較零散。

對于想學習環路補償的人來說,要查很多個帖子、很多樓層也許找不到對自己有用的。

這里我想提出幾個比較主要的問題供大家討論,論壇里有很多高人,幾句話就能解決新手困擾很久的問題。

希望經過高手們的發言,得到清晰的結論,讓新手不再迷惑~

問題:(以下是我暫時想到列出的,如有其它方面的,可跟帖提出)

1,基礎:增益曲線以-1斜率穿越0dB線,能否保證有45°以上的相位裕量?

2,天使也有罪惡----ESR零點:這個零點過大或者過小都會引起穩定性的問題,分別是如何影響穩定性以及如何處理?

3,巫婆----右半平面零點:這個零點產生的機理?可否補償?以及處理措施?

4,關于I II III型補償各自的特點以及應用場合?

5,關于斜坡補償,補償的原理以及補償力度?(討論到這個的時候再上圖)

 

 

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xujay
LV.6
2
2010-12-05 11:44

高度關注

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cheng111
LV.11
3
2010-12-05 15:06

我來拋個磚吧

1.增益曲線斜率-1與相位裕量是兩個概率....

想要系統穩定,一般設計是增益曲線以-1斜率穿越0dB線,并且有45°以上的相位裕量。保證斜率的之后還要調節相位裕量。

2.

3.http://bbs.dianyuan.com/topic/150823解析右半平面零點

右半平面零點是不可補償的。

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hk2007
LV.8
4
2010-12-05 17:51
@cheng111
我來拋個磚吧1.增益曲線斜率-1與相位裕量是兩個概率....想要系統穩定,一般設計是增益曲線以-1斜率穿越0dB線,并且有45°以上的相位裕量。保證斜率的之后還要調節相位裕量。2.3.http://bbs.dianyuan.com/topic/150823解析右半平面零點右半平面零點是不可補償的。
關注一下,以后好好看看
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zero3210
LV.7
5
2010-12-05 18:21
關注  很有用  等高手來
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bode
LV.9
6
2010-12-05 18:33
這個要來圍觀學習,靜聽樓主講解。
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xujay
LV.6
7
2010-12-05 18:37
@bode
這個要來圍觀學習,靜聽樓主講解。
學習
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bode
LV.9
8
2010-12-05 18:50

呵呵~

不過樓主拋出的這五個問題,雖然每條都很簡短,但要展開分析,每條都可以發表論文了。

每條都可以展開成一個帖子分析了,不過還是很期待,這些問題能得到深入地探討。

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2010-12-05 20:31

首頁占位,等高手回貼

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bode
LV.9
10
2010-12-05 22:10

臨睡前整理下思路,試著回答下樓主的問題,希望能起到拋磚引玉的作用。

1,基礎:增益曲線以-1斜率穿越0dB線,能否保證有45°以上的相位裕量?

增益曲線是一種對數坐標曲線,能將傳遞函數的乘除法運算,轉換成加減法運算。當傳遞函數以-1斜率,穿越0db線,說明傳遞函數在穿越頻率之前,零極點相消后只剩下一個極點了。而單個極點,引起的相位延遲,最大只有90度,這時候的系統必然是穩定的,但無法保證相位裕度有45度以上。來保證相位裕度的,是增益曲線的中頻帶特性,中頻帶越寬,阻尼就越大,相位裕度也就越大。

 

2,天使也有罪惡----ESR零點:這個零點過大或者過小都會引起穩定性的問題,分別是如何影響穩定性以及如何處理?

這個esr零點的位置是Fesr=1/(2*pi*ESR*C)。這個零點可以補償,也可以不補償,具體要看主功率的增益特性。

如果用三型運放來補償的話,一般都是要補償的,用一個極點來抵消這個零點的作用,用2型的話,就沒必要補償了,不過這時候有個條件,要控制這個esr零點頻率在穿越頻率和主功率的諧振頻率之間。

其實,這個問題,在此貼http://bbs.dianyuan.com/topic/603989有過討論。

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cheng111
LV.11
11
2010-12-05 22:35
@bode
臨睡前整理下思路,試著回答下樓主的問題,希望能起到拋磚引玉的作用。1,基礎:增益曲線以-1斜率穿越0dB線,能否保證有45°以上的相位裕量?增益曲線是一種對數坐標曲線,能將傳遞函數的乘除法運算,轉換成加減法運算。當傳遞函數以-1斜率,穿越0db線,說明傳遞函數在穿越頻率之前,零極點相消后只剩下一個極點了。而單個極點,引起的相位延遲,最大只有90度,這時候的系統必然是穩定的,但無法保證相位裕度有45度以上。來保證相位裕度的,是增益曲線的中頻帶特性,中頻帶越寬,阻尼就越大,相位裕度也就越大。 2,天使也有罪惡----ESR零點:這個零點過大或者過小都會引起穩定性的問題,分別是如何影響穩定性以及如何處理?這個esr零點的位置是Fesr=1/(2*pi*ESR*C)。這個零點可以補償,也可以不補償,具體要看主功率的增益特性。如果用三型運放來補償的話,一般都是要補償的,用一個極點來抵消這個零點的作用,用2型的話,就沒必要補償了,不過這時候有個條件,要控制這個esr零點頻率在穿越頻率和主功率的諧振頻率之間。其實,這個問題,在此貼http://bbs.dianyuan.com/topic/603989有過討論。

終于等到bode大師了...

繼續等待。

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高等數學
LV.10
12
2010-12-05 22:49
@bode
臨睡前整理下思路,試著回答下樓主的問題,希望能起到拋磚引玉的作用。1,基礎:增益曲線以-1斜率穿越0dB線,能否保證有45°以上的相位裕量?增益曲線是一種對數坐標曲線,能將傳遞函數的乘除法運算,轉換成加減法運算。當傳遞函數以-1斜率,穿越0db線,說明傳遞函數在穿越頻率之前,零極點相消后只剩下一個極點了。而單個極點,引起的相位延遲,最大只有90度,這時候的系統必然是穩定的,但無法保證相位裕度有45度以上。來保證相位裕度的,是增益曲線的中頻帶特性,中頻帶越寬,阻尼就越大,相位裕度也就越大。 2,天使也有罪惡----ESR零點:這個零點過大或者過小都會引起穩定性的問題,分別是如何影響穩定性以及如何處理?這個esr零點的位置是Fesr=1/(2*pi*ESR*C)。這個零點可以補償,也可以不補償,具體要看主功率的增益特性。如果用三型運放來補償的話,一般都是要補償的,用一個極點來抵消這個零點的作用,用2型的話,就沒必要補償了,不過這時候有個條件,要控制這個esr零點頻率在穿越頻率和主功率的諧振頻率之間。其實,這個問題,在此貼http://bbs.dianyuan.com/topic/603989有過討論。

bode團長終于出手了!希望這幾個問題在這里都有個結論。

今天太累了,后面會繼續的。

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bode
LV.9
13
2010-12-05 22:56
@高等數學
bode團長終于出手了!希望這幾個問題在這里都有個結論。今天太累了,后面會繼續的。[圖片]

暈,可別稱我大師,我就是胡言亂語灌灌水。

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高等數學
LV.10
14
2010-12-05 23:01
@bode
臨睡前整理下思路,試著回答下樓主的問題,希望能起到拋磚引玉的作用。1,基礎:增益曲線以-1斜率穿越0dB線,能否保證有45°以上的相位裕量?增益曲線是一種對數坐標曲線,能將傳遞函數的乘除法運算,轉換成加減法運算。當傳遞函數以-1斜率,穿越0db線,說明傳遞函數在穿越頻率之前,零極點相消后只剩下一個極點了。而單個極點,引起的相位延遲,最大只有90度,這時候的系統必然是穩定的,但無法保證相位裕度有45度以上。來保證相位裕度的,是增益曲線的中頻帶特性,中頻帶越寬,阻尼就越大,相位裕度也就越大。 2,天使也有罪惡----ESR零點:這個零點過大或者過小都會引起穩定性的問題,分別是如何影響穩定性以及如何處理?這個esr零點的位置是Fesr=1/(2*pi*ESR*C)。這個零點可以補償,也可以不補償,具體要看主功率的增益特性。如果用三型運放來補償的話,一般都是要補償的,用一個極點來抵消這個零點的作用,用2型的話,就沒必要補償了,不過這時候有個條件,要控制這個esr零點頻率在穿越頻率和主功率的諧振頻率之間。其實,這個問題,在此貼http://bbs.dianyuan.com/topic/603989有過討論。

1,關于第一點,不能保證有45°以上的相位裕量,這個是正確的。但需要有個反例來說明,請bode繼續。

2,esr過大或者過小如何影響環路,這個是最關心的。

以下我的理解:

esr過大,零點頻率可能進入穿越頻率以內,此時是否需要補償得看增益曲線。

esr過小,零點頻率遠大于穿越頻率,會增加高頻增益,使系統的抗干擾性能變差,一般得補償。

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高等數學
LV.10
15
2010-12-05 23:10
@cheng111
我來拋個磚吧1.增益曲線斜率-1與相位裕量是兩個概率....想要系統穩定,一般設計是增益曲線以-1斜率穿越0dB線,并且有45°以上的相位裕量。保證斜率的之后還要調節相位裕量。2.3.http://bbs.dianyuan.com/topic/150823解析右半平面零點右半平面零點是不可補償的。
關于右半平面是否一定無法補償?任何情況?
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fly
16
2010-12-06 12:39

不錯的問題,圍觀下。

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高等數學
LV.10
17
2010-12-06 12:58
@fly
不錯的問題,圍觀下。
fly團長是前輩+高手了,好歹也幫忙解決幾個呀
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hlp330
LV.9
18
2010-12-06 13:52
@高等數學
1,關于第一點,不能保證有45°以上的相位裕量,這個是正確的。但需要有個反例來說明,請bode繼續。2,esr過大或者過小如何影響環路,這個是最關心的。以下我的理解:[圖片]esr過大,零點頻率可能進入穿越頻率以內,此時是否需要補償得看增益曲線。esr過小,零點頻率遠大于穿越頻率,會增加高頻增益,使系統的抗干擾性能變差,一般得補償。
如果用過固態電容,就知道ESR過小的危害了,零點頻率變的非常之高,系統的相位余量不足,難以補償。
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冰上鴨子
LV.10
19
2010-12-06 14:32
@bode
暈,可別稱我大師,我就是胡言亂語灌灌水。[圖片]
bode灌水都灌的這么專業,期待繼續灌水
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flyahead
LV.5
20
2010-12-06 20:42
新手來學習一下
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高等數學
LV.10
21
2010-12-06 22:28

關于第一問題,bode兄已經回答出來了。

增益曲線以-1斜率穿越0dB線,不能保證有45°以上的相位裕量。

舉個例子:

增益曲線以-1斜率過穿越頻率,然后馬上碰到個極點,就會導致相位裕量小于45°。

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高等數學
LV.10
22
2010-12-06 23:16

關于第2問esr零點,之前已經有討論過了,這里不再贅述。

1,地址:http://bbs.dianyuan.com/topic/603989

2,給一篇文檔,里面也有詳細的說明。

環路穩定性分析 

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fly
23
2010-12-07 10:55
@高等數學
fly團長是前輩+高手了,好歹也幫忙解決幾個呀[圖片]

俺都成前輩了啊,有那么老嗎?

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fly
24
2010-12-07 10:56
@高等數學
關于第2問esr零點,之前已經有討論過了,這里不再贅述。1,地址:http://bbs.dianyuan.com/topic/6039892,給一篇文檔,里面也有詳細的說明。[圖片]環路穩定性分析 
不錯,學習了
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高等數學
LV.10
25
2010-12-07 11:11
@fly
俺都成前輩了啊,有那么老嗎?
呵呵,前輩不一定老,走在我前面的(不管是年齡上的還是知識上的)都可以稱為前輩。
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jepsun
LV.9
26
2010-12-07 12:33
@高等數學
關于第2問esr零點,之前已經有討論過了,這里不再贅述。1,地址:http://bbs.dianyuan.com/topic/6039892,給一篇文檔,里面也有詳細的說明。[圖片]環路穩定性分析 
第三個問題這兒帖子:http://bbs.dianyuan.com/topic/581004有些討論!不過不是很明朗!
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MYLAPLACE
LV.5
27
2010-12-07 14:41

嚴重關注

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高等數學
LV.10
28
2010-12-07 15:15
@MYLAPLACE
嚴重關注
 拉普拉斯來了!請幫忙解決以上問題~
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zkybuaa
LV.5
29
2010-12-07 17:10
@高等數學
[圖片] 拉普拉斯來了!請幫忙解決以上問題~[圖片]

這些話題都挺有意義,進來占個座,聽樓主開講。

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高等數學
LV.10
30
2010-12-07 21:17
@zkybuaa
這些話題都挺有意義,進來占個座,聽樓主開講。
是讓大家來討論的哦,眾人拾柴火焰高,一個人能力有限。。。
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20qiong01
LV.1
31
2010-12-08 00:37
這個貼開得好啊!望高手出手啊!
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