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关于环路稳定性的讨论

时间:10-02 整理:3721RD 点击:



有时候在仿真环路稳定性的时候(比如LDO),会得到这样的Bode图!在p2和z1之间会有一个相位低谷!
假设此时,其相位与-180°之间的距离只有20°,而在增益交点处我们可以得到的相位为60°!
我的问题是:这样的电路稳定吗?
如果是不稳定的,那么为什么不把相位裕度的定义修改为:在增益交点GX之内,最小的相位与-180°之间的距离?
如果是稳定的,那么为什么有的文献要求最低相位与-180°之间的距离>=45°
我计算了一下相位低谷处的频率峰值,列表如下:



这能否说明比如当x>=10,电路是稳定的?
这个问题困扰了我很久,其稳定性究竟如何考虑呢?
希望高人指点!先谢过!

仿真只有20 那么如何保证流片后的那个频率点相位不低于-180?

单位增益下是稳定的

这种结果,理论上是稳定的。但是:
如果是很关键的部位,建议做一些恶劣情况下的瞬态仿真,变变corner啊、变变temperature啊、输入信号的幅度变一下啊、各种parasitic,包括bonding wire寄生参数带上去看看啊等等。
个人认为,仿真得到的bode plot可以近似认为是真实系统稳定的必要非充分条件,有指导意义,但不能百分百保证。

谁有这方面的文章贴出来大家分享一下,谢了啊。

每年都会有人问这个问题。
这个电路肯定是稳定的,即便是最低点超过180也是稳定的。这种结构第一个overshoot可能会很大(step response),但是ringging可以很少,settling time还是可以很好。有些电路比如ook调制的driver可能就可以用。但是如果transient情况下overshoot导致nonlinear distortion, 导致增益下降,就有可能震荡,所以是conditional stable. 但是不要被这个吓倒,根据具体实现这些都是可以避免的。比如用feedforward实现的这种波特图,只要保证feedforward branch晚于main path saturation就应该没啥问题。在很多应用中比如high bandwith filter, sigma delta.往往需要足够高的inband gain,如果按first order roll off, gbw可能要超过10g.
不存在大于一个频率振荡,低于某个频率不振荡的说法,振荡就振荡,步振荡就不振荡。关于稳定性,不要再纠结那几本经典教材了,多看看控制论的书,很多设计最后都归结到稳定性分析。

楼上正解!不过实际情况和理论不同,即使是单位负反馈,也要考虑零极点随corner的变化,仿真一下corner还是更可靠。

谢谢各位了!Nyquist图可以作为稳定性的度量标准!但是不知道实际工程中是怎么用的?cadence可以仿真吗?特别感谢6#详细的讲解!虽然有的我还不是而很理解,水平还不到!谢谢6#!

六楼有这方面的文章吗,给大家分享一下,谢谢啊!

你想要什么资料,我说的都是普通控制论或信号于系统里的东系,之余具体实现,自己搭个运放试试就清楚了

,能否解释下最低点超过-180还是稳定的?谢谢!

前辈好。请教关于conditional stability的问题。如图频率响应。看了控制理论,知道这个系统是可以稳定的。根轨迹也好,奈奎斯特也好。
但是请问,很多人包括我,直观上认为,假设输入180度相移的频率的信号图中大约2KHz,系统是正反馈,似乎总是会越来越放大,乃至不稳定,这种想法错在哪里?


学习了,谢谢!

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