第 3 节

Monte Carlo 对比:闭环 vs 开环输出分布

用 Monte Carlo 仿真直接对比开环与闭环在负载随机变化时的输出分布,验证反馈对电路鲁棒性的提升。

前两节分别对比了负载变化和 VIN 阶跃两个独立场景。本节用 Monte Carlo(100 次采样)将负载电阻设为 agauss(100,20,3) 的正态分布,同时跑闭环和开环电路,直接对比两个电路在统计意义上的输出分布。

电路中 mc_avg_out 测量 avg(out)、mc_rload_r 测量 avg(param(rload,r))。跑完 100 次后,闭环 avg(out) 集中在 6.18–6.24V 区间,而开环(Ch3 第 3 节的 mc_open_loop.sch)在同样负载分布下 avg(out) 分布范围为 7.45–8.15V。反馈将分布范围压缩了 98%。

输出分布范围大幅压缩说明反馈不仅能在静态工况下稳定输出,在统计意义上也显著增强了电路的鲁棒性。残余误差来自误差放大器的有限增益(×10),更高的增益可以进一步压缩误差,但会影响环路稳定性——下一章将深入讨论如何在调节精度和动态稳定性之间取得平衡。

闭环 vs 开环 Monte Carlo:负载随机变化下的输出分布

闭环,R_load~N(100,σ≈20)Ω,100 次采样。avg(out) 集中在 6.18–6.24V(开环 7.45–8.15V)。反馈将分布范围压缩了 98%。

读完这一节后,先运行示例,再对照上面的观察点去看节点、电流和波形变化;如果想继续自由操作,可以把当前示例单独打开。

本节抓手

  • 闭环 Monte Carlo 输出分布:avg(out) 6.18–6.24V(开环 7.45–8.15V),压缩 98%
  • 测量探针 mc_avg_out / mc_rload_r 直接读出统计结果
  • 比例反馈的固有局限:偏离标称越远残余误差越大——有限增益导致
  • 下一步:环路稳定性分析与补偿网络设计(Ch5)

建议观察

  • mc_avg_out 的输出分布区间:闭环 6.18–6.24V 对比开环 7.45–8.15V
  • mc_rload_r 确认负载实际分布符合 agauss(100,20,3) 设定