Цепь стабильна на диаграмме Боде, нестабильна в переходной характеристике

В вашем моделировании есть фундаментальный недостаток методологии: частотная характеристика в spice работает путем выполнения анализа рабочей точки постоянного тока (крышка открыта, закорочен), а затем линеаризованного анализа слабого сигнала в частотной области. Это нормально для операционных усилителей и правильно смещенных транзисторов многих типов. Диоды работают «выше колена». Основное правило: «Все сигналы являются синусоидами малой амплитуды» (это предпосылка Боде и 99% инструментов линейной системы).

Однако вы используете компаратор, который вообще не является линейным устройством. spice определяет вывод компаратора в точке .op, а затем выполняет с ним линейный анализ (не знаю, какой будет линейная модель компаратора). Сюжет предзнаменования стал подозрительным, если не совсем неправильным.

Даже если lt1216 имеет линейную модель, при использовании в качестве компаратора он требует анализа больших сигналов , т. е. моделирования переходных процессов.

Тип схемы, которую вы моделируете, на самом деле является регулятором режима переключения (в гистерезисном режиме, управляемом усилением разомкнутого контура U2). На самом деле есть способы смоделировать это (ищите «модель среднего режима переключения»), а не простой анализ частоты специй.

В образовательных целях вы можете удалить компаратор и превратить его в проходной линейный регулятор (который сам по себе является прекрасной схемой)

Условия устойчивости системы с обратной связью заключаются в том, что фаза контура должна быть меньше -360 градусов при единичном усилении контура. Это часто цитируется как задержка контура менее -180 градусов при единичном усилении, что верно, если не учитывать инверсию на инвертирующем входе операционного усилителя. В вашей ситуации анализируется полный цикл, включая инверсию операционным усилителем. Таким образом, (полная) фаза контура должна отставать менее чем на 360 градусов, когда коэффициент усиления контура равен 0 дБ. В этом случае запас по фазе представляет собой разницу между фазой полного контура и -360 градусов.

Мне кажется, что фазовая шкала вниз по правой стороне графика Боде неверна. Я ожидаю, что фаза цикла начнется с -180 градусов при постоянном токе, а затем увеличится отрицательно. (Операционный усилитель инвертирует на постоянном токе).

Если мы предположим, что фазовая шкала должна составлять -180 градусов при постоянном токе, а затем отметим ее с шагом -50 градусов, то фактическое усиление контура при отставании -360 градусов составит около +24 дБ. Отсюда нестабильность.

Я не уверен, в чем смысл вашего дифференциального усилителя? Его вывод такой же, как и ввод с некоторой задержкой.

Идея состоит в том, чтобы, возможно, установить заряд конденсатора c1 на ненулевое значение по умолчанию, с такой обратной связью начальное состояние нулевого заряда, схема может не найти стабильного устойчивого состояния.

Я уверен, что анализ дифференциального уравнения этой схемы будет сложным, но может указать вам правильное направление.