¿H (s) en la función de transferencia de bucle cerrado incorrecto?
Necesito ayuda para verificar la función de transferencia de esta etapa del circuito amplificador. El siguiente circuito tiene una ganancia de 20 del resultado de Rf y Rg.
El problema que tengo es que tengo 2 funciones de transferencia en un circuito de retroalimentación. G (s) y H (s), la función de transferencia de bucle abierto del amplificador operacional y la función de transferencia de bucle cerrado. Cuando se combinan en un ciclo de retroalimentación, obtengo una función de transferencia final de G (s) / (1 + G (s) * H (s))
¡Sin embargo, mi función de transferencia de salida parece tener un diagrama de bodega de menos de la unidad!
- Curva verde = función de transferencia de salida
- Curva azul = función de transferencia de bucle abierto del amplificador operacional G (s)
- Curva naranja = bucle cerrado H (s)
¿No debería el amplificador, bueno, amplificar? Puedo ver claramente que las matemáticas funcionan para que sea menor que la ganancia unitaria, pero ¿cómo se amplificará el voltaje de salida? Por ejemplo: en DC, las matemáticas resultan ser -26dB, ganancia de ~ 1/20. De manera similar, la ganancia de bucle cerrado es de alrededor de + 26dB.
Al aplicar H (s) a G (s), en la retroalimentación se volvió netamente negativo. Pero para aplicar un voltaje real en la entrada y esperar una salida, digamos para una entrada de 1 voltio @DC, Vi = 1, Vo = Vi TF -> Vo = 1 0.05011 = 0.05011.
El problema aquí es que me falta 1 / x en algún lugar para obtener la ganancia adecuada de 20. Pensé que la función de transferencia es Vo = TF * Vi y no Vo = 1 / TF * Vi.
Respuestas
No estoy familiarizado con Mathematica.
Tu sistema
G debe tener el formato \$\frac{V3}{V1}\$. es decir, V1 es entrada, V3 es salida de G (s)
H debe tener el formato \$\frac{V1}{V3}\$. es decir, V3 es entrada y V1 es salida de H (s).
Sin embargo, su imagen parece mostrar que HofS1es una función que toma V1 como entrada y produce V3 como salida. Creo que esto realmente representa 1/H(s).
Entonces la línea SystemsModelFeedbackConnect(..)realmente está haciendo
\$\frac{G(s)}{1 + G(s)\frac{1}{H(s)}} = \frac{G(s)H(s)}{H(s) + G(s)} \$
Entonces, para valores grandes de G (s) (¿por debajo de 10 ^ 7 Hz?), Es posible que esté trazando H (s) de manera efectiva, lo que está respaldado por la observación de que la gráfica verde y la gráfica amarilla son simétricas alrededor de 0 dB.
Utilice un PID (o un controlador PI en su lugar:
Fuente: https://www.semanticscholar.org/paper/Chapter-Ten-Pid-Control-10.1-Basic-Control/32f76117181bcdd012511fdc0d78c96378a46e72 Figura 10
La P es el término de ganancia, desea que sea 20.
\$ K_p = 20 = \frac{R_2}{R_1}\$
El término I será donde quieras que esté el poste (solo obtienes uno con el controlador PI con una caída de -20db / dec)
\$ K_I = 2\pi f = R_2 C_2 \$
Si realmente necesita la salida no invertida, utilice otra etapa inversora con una ganancia de 1 después de la primera.