閉ループ伝達関数のH(s)が正しくありませんか?

Aug 19 2020

このアンプ回路ステージの伝達関数を検証するのに助けが必要です。以下の回路は、RfとRgの結果から20のゲインを持っています。

以下は、Gを使用してコンダクタンスを示す節点解析式です。

私が抱えている問題は、フィードバックループに2つの伝達関数があることです。G(s)およびH(s)、オペアンプの開ループ伝達関数および閉ループ伝達関数。それらがフィードバックループで結合すると、G(s)/(1 + G(s)* H(s))の最終伝達関数が得られます。

しかし、私の出力伝達関数は、1未満のゲインボード線図を持っているようです!

  • 緑の曲線=出力伝達関数
  • 青い曲線= G(s)オペアンプの開ループ伝達関数
  • オレンジ色の曲線=閉ループH(s)

アンプ段は、まあ、増幅するべきではありませんか?計算がユニティゲイン未満になるように計算されていることがはっきりとわかりますが、出力電圧はどのように増幅されるのでしょうか。例:DCでは、計算は-26dB、ゲインは約1/20になります。同様に、閉ループゲインは約+ 26dBです。

H(s)をG(s)に適用すると、フィードバックでは正味の負になりました。しかし、入力に実際の電圧を印加して出力を期待するには、たとえば1ボルトの入力@ DC、Vi = 1、Vo = Vi TF- > Vo = 1 0.05011 = 0.05011の場合とします。

ここでの問題は、20の適切なゲインを得るためにどこかで1 / xが欠落していることです。伝達関数はVo = 1 / TF * ViではなくVo = TF * Viだと思いましたか?

回答

1 AJN Aug 20 2020 at 00:25

私はMathematicaに精通していません。

あなたのシステム

Gは\の形式である必要があります$\frac{V3}{V1}\$。つまり、V1は入力、V3はG(s)の出力です。

Hは\の形式である必要があります$\frac{V1}{V3}\$。つまり、V3は入力されV1はH(s)の出力です。

しかし、あなたの画像HofS1は、それがV1を入力として受け取り、V3を出力として生成する関数であることを示しているようです。これは実際にはを表していると思います1/H(s)

だからラインSystemsModelFeedbackConnect(..)は実際にやっています

\$\frac{G(s)}{1 + G(s)\frac{1}{H(s)}} = \frac{G(s)H(s)}{H(s) + G(s)} \$

したがって、G(s)の値が大きい場合(10 ^ 7 Hz未満?)、H(s)を効果的にプロットできます。これは、緑色のプロットと黄色のプロットが約0dBで対称であるという観察結果によってサポートされています。

VoltageSpike Aug 19 2020 at 06:01

PID(またはPIコントローラーではなく:

ソース: https://www.semanticscholar.org/paper/Chapter-Ten-Pid-Control-10.1-Basic-Control/32f76117181bcdd012511fdc0d78c96378a46e72 図10

Pはゲイン項であり、これを20にする必要があります。

\$ K_p = 20 = \frac{R_2}{R_1}\$

I項は、極を配置する場所になります(-20db / decロールオフのPIコントローラーで1つしか取得できません)

\$ K_I = 2\pi f = R_2 C_2 \$

本当に出力を非反転にする必要がある場合は、最初のステージの後にゲインが1の別の反転ステージを使用します。