关于 Tian 论文的一些解读

xianrenb

声云 发表于 2016-6-15 14:16
“或者将来有天电路仿真科技能直接运算出不同工作点下，电路各部份的传递函数。
那时才能算出最正确的环 ...

我看现时 symbolic circuit analysis 仿真软件是有的，不过功能很有限。
如：
https://ahkab.readthedocs.io/en/latest/examples/Symbolic-simulation.html

可以看到，那只能算出主要的零极点而非全部。
事实上，实际的零极点数目，如以一个 MOSFET 管子来说，应该有无限个。
那又可以怎样用有限的电脑来运算呢？
相反，直接用电压、电流数值来作直接仿真的结果，能代表无限多的零极点的变化。
我看这类仿真软件还会保持是主流技术一段很长的时间。

xianrenb

waww 发表于 2016-6-15 17:26
事实上,反馈放大电路的开环传递函数,人们其实一直也没有正确地得到过.

这绝不是恭维.

你说了那麻多，实际上若要测环路增益，如 9 楼中的 2N2222 反馈时，应如何算出相关图表，包括波幅及相位？

独行剑客

你们说了那么多，还是来一个实际的电路，下图的R6构成了大环路负反馈，运算放大器为理想的运放，分析一下开环传递函数怎样，闭环稳定性如何？

xianrenb

独行剑客 发表于 2016-6-15 20:12
你们说了那么多，还是来一个实际的电路，下图的R6构成了大环路负反馈，运算放大器为理想的运放，分析一下开 ...

头两幅是用单极点的运放。
尾两幅是用双极点的运放。

单极点的一开始每十倍频率差下降 60 dB 只是因为相同极点的叠加效果。
如果极点位置不同，就不是这个效果。
单纯的多层反馈也不是这个效果。

以我的理解，单极点的图虽然古怪，但按 Nyquist stability criterion ，应该还算稳定。
而看双极点的图，电路应该算不能正常运作了。
而其稳定性分析即使当作能稳定，相位裕度也太差。

而实际的运放，应该没有只有单极点的。
我看这个电路也许不能用。

xianrenb

xianrenb 发表于 2016-6-15 22:08
头两幅是用单极点的运放。
尾两幅是用双极点的运放。

其实上述电路仿真结果代表不能正常工作是合理的。

因为 10 Meg / 1k = 10 k 倍， 10 Meg / 1k = 1 k 倍。
所以环路增益最大值可以去到 80 + 60 + 60 = 200 dB 。

然而，频率补偿就是要调整增益，一般情形下使 180 度相位位置的增益低于 0 dB 。
对于（低频）一开始就有这么高的增益的电路来说，基本上就不可能。

一个极点可带来 90 度的相位改变， n 个极点就是 n * 90 度的相位改变。
然而正常来说，只容许 180 度的相位变化在 0 dB 增益以上。
再加上要考虑相位裕度，所以正常的设计，大幅增益下降还是应在第一极点与第二极点之间。

从双极点运放仿真的结果亦可看到，大概把每部份的增益分开来考虑再合并，不一定能得出合并后的环路增益结果。
那大概是因为在不能正常运作的环路中，电路运作会有太多变化，已经不能用一般零极点的分析方法来分析。

这个电路设计不当，并不代表大环路反馈一定会有问题。
对于稳定性分析，真正要考虑的，我看还是零极点的位置。

独行剑客

楼主的语气不坚决，究竟双极点的运放指的是哪种类型的运放，运算放大器的概念应当是很清楚的，为什么会有完全不同的结果？

xianrenb

独行剑客 发表于 2016-6-19 15:29
楼主的语气不坚决，究竟双极点的运放指的是哪种类型的运放，运算放大器的概念应当是很清楚的，为什么会有完 ...

以我的理解，一个真实的运放，有无限个极点。
相位会随频率上升不断的往下降。
当然间中也可以有一些零点，使相位相对地上升一些。
当作理想的运放时，按情况可以当作有一个或者两个极点等等近似情况来仿真。
而当作双极点运放的话，大概相位下降的情况会比较严重。
当然那要看极点的位置。

独行剑客

xianrenb 发表于 2016-6-19 15:42
以我的理解，一个真实的运放，有无限个极点。
相位会随频率上升不断的往下降。
当然间中也可以有一些零 ...

这就有点意思了，明明是同一个电路，怎么搞成了两个完全不同的结果。条件是确定的，结果应当只有一个。

独行剑客

一个理想的运算放大器（ideal OPAMP）必须具备下列特性：
1  无限大的输入阻抗（Zin=∞）
2  趋近于零的输出阻抗（Zout=0）
3  无限大的开回路增益（Ad=∞）
4  无限大的共模排斥比（CMRR=∞）
5  无限大的带宽
无限大的带宽就意味着运放内部不存在零点极点的概念，这个电路无论是用仿真还是用真实的实验来验证，都只有一个结果，反馈环路十分稳定。

xianrenb

独行剑客 发表于 2016-6-20 18:28
一个理想的运算放大器（ideal OPAMP）必须具备下列特性：
1  无限大的输入阻抗（Zin=∞）
2  趋近于零的 ...

如果所指的电路是 73 楼的，以我的理解，你的说法大概相等于要用实例推翻 Tian 论文。
我不知道有没有其他人成功过。