大家来一起讨论一下大信号和小信号的关系

refugee

我们知道对于闭环的环路稳定性是在某一静态工作点的小信号概念，但是对于电路来说大信号是非线性的，所以对于实际系统（如运放，LDO）中，不同的负载情况静态工作点都是不一样的（特别是后级电路，静态工作点变化非常大）
我有几个一直在思考的问题，大家一起来讨论一下：
1）比如有一个voltage follower，参考电压是1V，输出电压时0.99V。那么100倍是小信号增益还是大信号增益？
2）如何有效保证系统内部静态工作点变化尽可能的小
3）是不是我们一直太过于重视小信号的重要性而忽略了大信号的重要性，导致我们对于环路内的大信号很难控制
4)  现在几乎所有的理论书籍都是采用小信号的理论进行分析，我们是不是需要一套大信号非线性分析的理论来协助我们分析？

不知道大家在实际工作中有遇到相似的困惑，欢迎讨论

sijutann

深有同感，现在在做运放。DC 和 AC下都好办。真正耗时间的是Transient。　
有时候信号有一个小的过冲，导致setteling加长就是找不出来为什么。不过现在基本都解决了。

tiberia_kelvin

Small signal (小信號) 的發展, 主要是基於線性控制的理論 (Linear Control Theory).  由於 Linear Control Theory 發展了一系列十分有效的系統設計理論, 所以我們都選擇將電路中的每一部份線性化 (Linearization), 線性化其實就是 Small signal 了.  線性化後, 我們就能用 linear control theory 的工具, 如 root locus, bode plot 等等來考慮系統的穩定性 (Stability).  其實 Linear control theory 已考慮到系統非線性 (Non-linear) 的特點, 好像我們在選擇 phase and gain margin 時, 其實就是需要照顧到系統可能出現變化時, 系統還能穩定的運作.

Large signal (大信號), 就是非線性控制 (Non-linear Control Theory) 要關注的課題.  但問題是, Nonlinear Control Theory 都是很數理化, 而且要配合複雜的數學運算, 準確的非線性模型等等, 不像 linear control theory 那麼直觀.  所以 large signal 分析存在很大的困難.

簡單來說, 世界上是沒有 Linear 的系統的, 我們很多時候是把 Non-linear 的東西變為 Linear 的東西, 用比較簡單的理論來理解, 而經驗告訴我們, 大部份的系統, 是可以這樣應付的.

sspa

xiayixue198402

个人感觉，小信号是把整个系统线性化处理的，作为一种近似，虽然理想但十分有效。如果要是用大信号，没准就迷失在繁琐的公式推导而无法认清系统的本质。
这也是研究的方法，一般作任何研究都是由理想推导得到具有普遍意义的结论，然后再把非理想的东西加进去，进一步扩展理论，从而使之更符合实际。

USTM

原帖由 tiberia_kelvin 于 2009-8-16 10:47 发表

                               
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Small signal (小信號) 的發展, 主要是基於線性控制的理論 (Linear Control Theory). 由於 Linear Control Theory 發展了一系列十分有效的系統設計理論, 所以我們都選擇將電路中的每一部份線性化 (Linearization), ...

赞同~~~~~~~~~~~~~~~

xcoder

受教了

jjchun

very useful information!

liusupeng

buddha say big is small and small is also big.

ztstg2018

大信号分析很麻烦！因为小信号分析是在直流偏置的情况下分析的运放的特性，从而一旦大信号直流工作点确定，小信号分析就变得很简单！但是在应用中，比如运放作为比较器，或者LDO 与电压基准源中的运放，在系统上电的瞬态分析，都是大信号，这时候运放的工作点在变化，各个MOS管的工作区域一直在变，从截至区到饱和区再到线性阻抗区，有些还要工作在亚阈值区，直到最后整个运放稳定，也不一定让所有MOS管都工作在饱和区，这个和小信号分析完全不一样，小信号分析是假设所有管子都工作在饱和区，然后分析！所以大信号分析很复杂！本人也想好好学习