H (s) ในฟังก์ชันการถ่ายโอนวงปิดไม่ถูกต้อง?

Question

ฉันต้องการความช่วยเหลือในการตรวจสอบฟังก์ชันการถ่ายโอนของวงจรขยายนี้ วงจรด้านล่างมีอัตราขยาย 20 จากผลของ Rf และ Rg

ด้านล่างนี้คือสมการการวิเคราะห์ปมที่ G ใช้เพื่อแสดงค่าการนำไฟฟ้า

ปัญหาที่ฉันพบคือฉันมีฟังก์ชันการถ่ายโอน 2 ฟังก์ชันในลูปข้อเสนอแนะ G (s) และ H (s), ฟังก์ชันการถ่ายโอนลูปแบบเปิดของแอมป์และฟังก์ชันการถ่ายโอนลูปปิด เมื่อรวมกันในลูปข้อเสนอแนะฉันจะได้รับฟังก์ชันการถ่ายโอนขั้นสุดท้ายของ G (s) / (1 + G (s) * H (s))

อย่างไรก็ตามฟังก์ชั่นการถ่ายโอนเอาต์พุตของฉันดูเหมือนจะได้รับพล็อตลางน้อยกว่าความสามัคคี

• เส้นโค้งสีเขียว = ฟังก์ชันการถ่ายโอนเอาต์พุต
• เส้นโค้งสีน้ำเงิน = G (s) op amp เปิดฟังก์ชันการถ่ายโอนลูป
• เส้นโค้งสีส้ม = วงปิด H (s)

เวทีเครื่องขยายเสียงควรขยายหรือไม่? ฉันเห็นได้อย่างชัดเจนว่าคณิตศาสตร์ได้ผลน้อยกว่าการได้รับเอกภาพ แต่จะขยายแรงดันเอาต์พุตได้อย่างไร ตัวอย่างเช่น: ที่ DC คณิตศาสตร์คำนวณเป็น -26dB ได้รับ ~ 1/20 ในทำนองเดียวกันอัตราขยายวงปิดอยู่ที่ประมาณ + 26dB

เมื่อใช้ H (s) กับ G (s) ผลตอบรับจะกลายเป็นลบสุทธิ แต่หากต้องการใช้แรงดันไฟฟ้าจริงที่อินพุตและคาดว่าจะได้เอาต์พุตสมมติว่าสำหรับอินพุต 1 โวลต์ @DC, Vi = 1, Vo = Vi TF -> Vo = 1 0.05011 = 0.05011

ปัญหาที่นี่คือฉันหายไป 1 / x ที่ไหนสักแห่งเพื่อให้ได้อัตราขยายที่เหมาะสมเป็น 20 ฉันคิดว่าฟังก์ชันการถ่ายโอนคือ Vo = TF * Vi ไม่ใช่ Vo = 1 / TF * Vi?

Answer 1

ฉันไม่คุ้นเคยกับ Mathematica

ระบบของคุณ

G ควรอยู่ในรูปแบบ\$\frac{V3}{V1}\$. เช่น V1 เป็นอินพุต V3 เป็นเอาต์พุตของ G (s)

H ควรอยู่ในรูปแบบ\$\frac{V1}{V3}\$. เช่นV3 เป็นอินพุตและV1 เป็นเอาต์พุต H (s)

อย่างไรก็ตามภาพของคุณดูเหมือนจะแสดงว่าHofS1เป็นฟังก์ชันที่ใช้ V1 เป็นอินพุตและสร้าง V3 เป็นเอาต์พุต 1/H(s)ผมคิดว่านี้หมายถึงจริง

ดังนั้นเส้นSystemsModelFeedbackConnect(..)กำลังทำจริง

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

ดังนั้นสำหรับค่าขนาดใหญ่ของ G (ต่ำกว่า 10 ^ 7 Hz?) คุณอาจจะพล็อต H อย่างมีประสิทธิภาพซึ่งได้รับการสนับสนุนจากการสังเกตว่าพล็อตสีเขียวและพล็อตสีเหลืองมีความสมมาตรประมาณ 0 dB

Answer 2

ใช้ PID (หรือคอนโทรลเลอร์ PI แทน:

ที่มา: https://www.semanticscholar.org/paper/Chapter-Ten-Pid-Control-10.1-Basic-Control/32f76117181bcdd012511fdc0d78c96378a46e72 รูปที่ 10

P คือระยะขยายคุณต้องการให้เป็น 20

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

คำว่า I จะเป็นตำแหน่งที่คุณต้องการให้เสาอยู่ (คุณจะได้รับหนึ่งเดียวกับคอนโทรลเลอร์ PI ที่มีการโรลออฟ -20db / dec)

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

หากคุณต้องการเอาต์พุตที่ไม่กลับด้านจริงๆให้ใช้สเตจการกลับด้านอื่นโดยมีอัตราขยาย 1 หลังจากอันแรก