シミュレーション回路事例集(2)-A2

◆ノウハウ・ノート「負帰還回路の安定性」で使用しているシミュレーション回路集

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また「電子回路設計基礎講座」で使用している「シミュレーション回路事例集(1)」は、こちらダウンロードを参照ください。

ノウハウ・ノート負帰還回路の安定性-3. シミュレーションによるナイキスト線図の作成事例(1)

 R1,C1の時定数を持った負帰還回路ナイキスト線図を描くシミュレーション回路です。ここで、Aoβのベクトル軌跡を描くためには、図(a)のように帰還ループをカットし、βに180°位相の信号源V1から信号を入れ、LAP1の出力からナイキスト・プローブで観測することにより、ナイキスト線図が得られる。図(b)のように、周波数0〜∞まで、矢印の方向にベクトル軌跡が描ける。

 

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ノウハウ・ノート負帰還回路の安定性-3. シミュレーションによるナイキスト線図の作成事例(2)

 図(a)は、3次の時定数を持つ回路の場合のナイキスト線図を描くシミュレーション回路です。図(b)から、この回路の場合、(−1+j0)を囲み、不安定であることがわかる。

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ノウハウ・ノート負帰還回路の安定性-4. ボーデ線図による安定性の判定(1)

 図(a)のようにナイキスト線図と作画と同様に負帰還ループをカットしβに180位相の信号源V1から信号を入れ、LAP1の出力にdB,Phaseのプローブを設置し、ループ・ゲインと位相をプロットすると、図(b)のようになる。


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ノウハウ・ノート負帰還回路の安定性-4. ボーデ線図による安定性の判定(2)

SIMetrixにはボーデ線図用のプローブがあります。この場合、図(a)のように位相反転バッファLAP3を入れてやる必要がある。


 

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ノウハウ・ノート負帰還回路の安定性-4. ボーデ線図による安定性の判定(3)

図(a)のように信号源を帰還ループに直列に入れることにより、帰還ループをカットすることなくボーデ線図を描くことができる。


 

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ノウハウ・ノート負帰還回路の安定性-4. ボーデ線図による安定性の判定(4)

回路中の時定数が3段シリーズに接続している場合、最大では270°の位相回転がある。


 

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ノウハウ・ノート負帰還回路の安定性-4. クローズド・ゲインの周波数特性による安定性の判定

 オープン・ループ・ゲイン(Ao)以上のゲインがある範囲は、正帰還がかかっている範囲であす。一般的に、正帰還がかかっている回路では、左図(b)のようにピークが生じる。このピークが大きいほど正帰還の率が大きい。したがって、ゲインの周波数特性でピークがあるかどうかで、回路の安定性も判断できる。


 

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