Circuito estable en el diagrama de Bode, inestable en respuesta escalonada

Hay una falla de metodología fundamental en su simulación: la respuesta de frecuencia en especias funciona haciendo un análisis del punto de trabajo de CC (tapa abierta, cortocircuitada) y luego un análisis de señal pequeña linealizado en el dominio de la frecuencia. Esto está bien con amplificadores operacionales y transistores correctamente polarizados de muchos tipos. Los diodos funcionan 'por encima de la rodilla'. La regla básica es 'todas las señales son senos de pequeña amplitud' (esa es la premisa de Bode y el 99% de las herramientas de sistemas lineales)

Sin embargo, está utilizando un comparador que no es un dispositivo lineal en absoluto. Spice decide la salida del comparador en el punto .op y luego hace un análisis lineal con eso (no tengo idea de cuál sería el modelo lineal de un comparador). El complot de Bode se volvió sospechoso, si no completamente erróneo.

Incluso si el lt1216 tiene un modelo lineal, cuando se usa como comparador necesita un análisis de señal grande , es decir, una simulación transitoria.

El tipo de circuito que está modelando es en realidad un regulador de modo de conmutación (en modo histérico, controlado por la ganancia de bucle abierto de U2). En realidad, hay formas de modelarlo (busque 'modelo de modo de cambio promedio'), pero no un simple análisis de frecuencia de especias.

Con fines educativos, puede quitar el comparador y convertirlo en un regulador lineal de paso (que es un circuito muy bueno para diseñar en sí mismo)

Las condiciones para la estabilidad de un sistema de realimentación son que la fase del bucle debe ser inferior a -360 grados con ganancia de bucle unitaria. Esto a menudo se cita como un retraso de bucle de menos de -180 grados en la ganancia unitaria, lo cual es cierto cuando no se tiene en cuenta la inversión en la entrada inversora del amplificador operacional. En su situación, el amplificador operacional está analizando el ciclo completo, incluida la inversión. Por lo tanto, la fase de bucle (completa) debe tener menos de 360 ​​grados de retraso cuando la ganancia de bucle es 0dB. El margen de fase es entonces la diferencia entre la fase de bucle completo y -360 grados.

Me parece que la escala de fase hacia abajo del RHS del diagrama de Bode es incorrecta. Esperaría que la fase de bucle comience a -180 grados en CC y luego aumente negativamente. (El amplificador operacional invierte en CC).

Si asumimos que la escala de fase debe ser de -180 grados en CC y luego la marcamos en pasos de -50 grados, entonces la ganancia real del bucle con un retraso de -360 grados es de aproximadamente +24 dB. De ahí la inestabilidad.

No estoy seguro de cuál es el punto de su amplificador diferencial. Su salida es la misma que la entrada con algo de retraso incluido.

Una idea es tal vez establecer la carga del capacitor c1 en un valor predeterminado distinto de cero con este tipo de retroalimentación en una condición inicial de carga 0, es posible que el circuito no encuentre un estado estable estable.

Estoy seguro de que un análisis de ecuación diferencial de este circuito será complicado, pero podría indicarle la dirección correcta.