margine di fase

[giulia87]

Ciao a tutti!
vorrei calcolare il margine di fase del seguente circuito. L'opamp in questione è http://www.analog.com/en/all-operational-amplifiers-op-amps/operational-amplifiers-op-amps/op4177/products/product.html.

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Dalla teoria, ho studiato che dovrei calcolare il guadagno ad anello aperto e vedere quanto vale la fase quando il modulo del guadagno d'anello è unitario e poi sottrarre tale valore a 180°..se il risultato è positivo è confortante, poiché indica stabilità..qualcuno mi conferma questo modo di procedere? conoscete un modo per simulare l'anello aperto?
grazie

[g.schgor]

qualcuno mi conferma questo modo di procedere?

Sì, devi ricavare la funzione di trasferimento e da questa i diagrammi di Bode
del modulo e della fase (o almeno calcolare la fase corrispondente al guadagno
unitario). Per ridurre le pendolazioni, il valore deve essere abbastanza al disotto
dei 180°)

conoscete un modo per simulare l'anello aperto?

Quasi tutti i simulatori permettono di ricavare direttamente i diagrammi di
Bode direttamente dal circuito. ma la difficoltà sta nel fatto che il simulatore
abbia nella sua libreria proprio l'opamp scelto.

[giulia87]

Sì, devi ricavare la funzione di trasferimento e da questa i diagrammi di Bode
del modulo e della fase

Grazie,
ti riferisci alla funzione di trasferimento dell'anello aperto vero?
Io utilizzo LTSpice, ma non riesco a simulare l'anello aperto..cioè dovrei tagliare l'anello e posizionare l'uscita sul morsetto meno e dirgli di calcolare il trasferimento da ingresso ad uscita...?

Un'altra cosa: guardando il datasheet dell'Opamp, come ricavo quale sia la frequenza di taglio dell'amplificatore operazionale? Io trovo soltanto che il guadagno è superiore a 120 dB (10^6) ed il GBWP è di 1.3 MHz...quindi è corretto dedurre che l'opamp presenta al suo interno un polo (o più poli) alla frequenza di 1.3 MHz/10^6 = 1.3 ?

thank you!!

[belva87]

... ma la difficoltà sta nel fatto che il simulatoreabbia nella sua libreria proprio l'opamp scelto.

Non sono molto esperto in questo aspetto dello Spice (LTSpice) ma so che alcuni produttori mettono a disposizione in rete i modelli dei propri dispositivi e che si possono integrare nello Spice attraverso alcuni passaggi non troppo complessi, se ci son riuscito io con una guida e l'help del programma sicuramente puoi riuscirci anche tu e indubbiamente altri colleghi di forum possono darti delle dritte in merito perché sono più esperti nell'uso del simulatore.

Ho però trovato in rete questo calcolatore che è molto interessante sia per la varietà di filtri che risolve sia per le informazioni che fornisce a riguardo, tra le quali anche i diagrammi di bode di modulo e fase, dando al progettista diversi form di input permettendo così il design/studio del circuito imponendo differenti parametri.
Riporto per completezza anche la home page del sito, torna utile

Ciao, Luca.

[giulia87]

Non sono molto esperto in questo aspetto dello Spice (LTSpice) ma so che alcuni produttori mettono a disposizione in rete i modelli dei propri dispositivi e che si possono integrare nello Spice attraverso alcuni passaggi non troppo complessi, se ci son riuscito io

per questo non c'è problema, perché l'ho già inserito tempo fa

Ho però trovato in rete questo calcolatore

Ho visto..si è molto utile! calcola anche il margine di fase..nel mio caso viene "phase margin: NaN, il circuito non oscilla"... soltanto che non posso mettere il modello dell'opamp..ora studio se in LTspice si può in qualche modo ricavare il phase margin..
grazie luca!

[DirtyDeeds]

Determinare il margine di fase di quel circuito è piuttosto semplice: basta disegnare il diagramma di Bode di , l'inverso del fattore di reazione, e sovrapporlo al grafico di figura 32 del data sheet. Il punto dove il guadagno ad anello aperto incrocia il grafico di ti dà la frequenza di incrocio: in corrispondenza di questa frequenza, il grafico della fase letto sulla scala di destra ti dà direttamente il margine di fase.

Comunque non è difficile vedere che quell'amplificatore è stabile.

Qui trovi una macro che avevo fatto per LTSpice per la determinazione del guadagno d'anello con il metodo di Middlebrook. Nel .zip ci dovrebbe essere anche un esempio d'uso.

[giulia87]

Ora ci provo! Grazie mille DirtyDeeds!

[belva87]

Se fai come dice DirtyDeeds va bene.
Credo che il simulatore online ti indichi la non oscillazione perché il sistema non è a rischio instabilità, però bisogna sapere bene "come ragiona e cosa intende" quel tool.
Se hai problemi potrebbe dipendere dal guadagno elevato, una minima componente che il circuito "pesca" in assenza di ingresso viene amplificata e te la ritrovi in uscita.
Ma è una mia idea, poi dipende da tante altre cose che da qui è dura valutare.

[giulia87]

Determinare il margine di fase di quel circuito è piuttosto semplice: basta disegnare il diagramma di Bode di , l'inverso del fattore di reazione, e sovrapporlo al grafico di figura 32 del data sheet. Il punto dove il guadagno ad anello aperto incrocia il grafico di ti dà la frequenza di incrocio: in corrispondenza di questa frequenza, il grafico della fase letto sulla scala di destra ti dà direttamente il margine di fase.

DirtyDeeds, ho provato in questo modo. Tuttavia, mi risulta che il modulo dell'inverso del fattore di reazione interseca quello dell'anello aperto dell'opamp per frequenze superiori a quelle mostrate nel grafico del datasheet..e quindi non so la fase in corrispondenza di questo incrocio..cioè sicuramente è negativa. Quindi questo valore, negativo, è il margine di fase? ma allora non è instabile?

O forse per inverso del fattore di reazione ho considerato il fattore di reazione..cioè io ho considerato il trasferimento dall uscita dell'opamp a ritroso, fino al morsetto meno...

[DirtyDeeds]

Direi che hai sbagliato qualcosa: riporta qui il conto che hai fatto del fattore di reazione (in LaTeX, indeed).