Stabilité, compensation, charges réelles
Stabilité, compensation, charges réelles
Marge de phase, le pôle de C_load, R_iso, et comment lire une réponse à un échelon.
Toute boucle de contre-réaction possède des pôles. Un régulateur en présente typiquement trois : le pôle dominant p1, issu de la charge d’anode de l’ampli d’erreur combinée à la capacité Miller ; un pôle parasite p2, dû au routage et aux capacités inter-électrodes des tubes ; et p3, issu de toute capacité accrochée au nœud de sortie. La somme de leurs retards de phase à la fréquence de coupure fc fixe la marge de phase.
- ≥ 60° — réponse à un échelon propre, sans dépassement, stabilisation en environ 5 / fc.
- 30°–60° — 5 à 25 % de dépassement, oscillation amortie visible.
- < 30° — fort rebond, à la limite de l’oscillation entretenue.
- ≤ 0° — la boucle oscille franchement.
Un condensateur de 47 µF placé sur Vout, avec une Rout en boucle ouverte de 70 Ω, fait apparaître p3 à ~48 Hz, c’est-à-dire en plein dans la bande utile de la boucle. La marge de phase s’effondre, et le régulateur se met à rebondir, voire à chanter à la mise sous tension.
On insère une petite résistance série Riso entre la sortie du régulateur et Cload. La boucle ne « voit » alors plus qu’une capacité équivalente Ceff = Cload × Rout / (Rout + Riso), ce qui remonte p3 en dehors de la bande de boucle. Une valeur de 22 à 47 Ω restitue en général 30 à 40° de marge de phase, au prix de 1 à 2 V de dropout supplémentaire.