使用示波器及探頭測量電源的控制環(huán)路響應(yīng)

　　電源和穩(wěn)壓器通常設(shè)計(jì)用于在特定電流范圍內(nèi)保持恒定電壓。供應(yīng)應(yīng)快速響應(yīng)需求變化，同時(shí)保持恒定的輸出，而不會(huì)出現(xiàn)過度的振鈴或振蕩。為此，電源本質(zhì)上是具有閉合反饋環(huán)路的放大器?？刂骗h(huán)路測量有助于測量電源如何響應(yīng)輸出負(fù)載條件、溫度變化或其他變化的變化。

　　頻率響應(yīng)分析可以使用專用設(shè)備來執(zhí)行，但也可以使用較新的示波器來測量控制環(huán)路響應(yīng)。使用示波器、信號源和適當(dāng)?shù)淖詣?dòng)化軟件可以快速進(jìn)行測量并以熟悉的波特圖形式呈現(xiàn)。有關(guān)更多詳細(xì)信息，請查看完整的應(yīng)用筆記“使用示波器測量電源的控制環(huán)路響應(yīng)”。

　　示波器測量

　　使用示波器執(zhí)行控制環(huán)路響應(yīng)測量需要您在不同頻率范圍內(nèi)向控制環(huán)路的反饋路徑注入激勵(lì)。示波器可讓您測量電路的實(shí)際增益和相位，與僅依靠仿真相比，您可以更好地了解設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性。

　　先進(jìn)的功率測量和分析軟件

　　可以使用配備高級功率測量和分析軟件 (4/5/6-PWR)的 4、5 或 6 系列 MSO 來測量電源的控制環(huán)路響應(yīng)?？刂苹芈讽憫?yīng)是該軟件支持的眾多測量之一。

　　為了確定控制回路測量值，軟件執(zhí)行以下功能：

　　控制函數(shù)發(fā)生器

　　根據(jù)兩個(gè)電壓輸入計(jì)算并繪制增益

　　根據(jù)兩個(gè)電壓輸入計(jì)算并繪制 Vin 和 Vout 之間的相移

　　計(jì)算增益裕度和相位裕度

　　控制回路響應(yīng)測量的測試裝置

　　為了收集波特圖的數(shù)據(jù)，必須在低值注入電阻上應(yīng)用兩個(gè)探頭。示波器測量刺激和響應(yīng)幅度以計(jì)算增益，還測量刺激和響應(yīng)之間的相位延遲。

　　測量電源控制環(huán)路頻率響應(yīng)的裝置由以下元件組成：

　　為了測量電力系統(tǒng)的響應(yīng)，必須將已知信號注入反饋環(huán)路。4、5 和 6 系列 MSO提供 內(nèi)置信號源，可用于通過變壓器將此類信號注入控制環(huán)路的反饋中。 也可以使用AWG31000外部函數(shù)發(fā)生器 。

　　在寬帶寬內(nèi)具有平坦響應(yīng)的注入變壓器跨接在注入電阻器上，將接地信號源與電源隔離。變壓器的選擇取決于控制環(huán)路響應(yīng)的頻率范圍。例如，Picotest J2101A 注入變壓器的頻率范圍為 10 Hz–45 MHz，與 4/5/6 系列 MSO 的函數(shù)發(fā)生器選項(xiàng)非常匹配。

　　對于電壓測量，建議使用低電容和低衰減的無源探頭，例如 TPP0502。這是因?yàn)榈吞筋^衰減可實(shí)現(xiàn)良好的靈敏度，而低電容可最大限度地減少探頭負(fù)載效應(yīng)。

　　測量頻率響應(yīng)

　　正確連接負(fù)載并設(shè)置系統(tǒng)后，必須通過示波器的設(shè)置菜單配置激勵(lì)掃描。這個(gè)過程很簡單，但有幾種方法可以自定義掃描和測量。

　　4、5 或 6 系列 MSO 上的控制環(huán)路分析可以利用頻譜視圖功能，該功能使用示波器每個(gè)通道中內(nèi)置的數(shù)字下變頻器。該方法提供了對頻率分辨率的精細(xì)控制。傳統(tǒng)的 FFT 方法仍然可以作為替代方法，因此如果您更熟悉它，可以使用它。

　　自動(dòng) RBW 設(shè)置可用于告訴儀器在整個(gè)掃描過程中動(dòng)態(tài)自動(dòng)調(diào)整關(guān)鍵參數(shù)，例如分辨率帶寬、中心頻率和跨度，以獲得穩(wěn)定且可重復(fù)的結(jié)果。

　　4/5/6-PWR 軟件還支持恒定幅度和輪廓幅度掃描。輪廓掃描可讓您為不同頻段指定不同幅度，從而優(yōu)化信噪比 (SNR) 以獲得更好的結(jié)果。

　　解釋結(jié)果

　　按前面板運(yùn)行按鈕開始測試。測量開始，相位和增益曲線繪制在顯示屏上。所得的波特圖顯示：

　　頻率，以對數(shù)刻度繪制在 x 軸上

　　增益(綠色跡線)，在 y 軸上，刻度在左側(cè)，以 dB 為單位

　　刺激和反應(yīng)之間的相位(紅色跡線)，在 y 軸上，刻度在右側(cè)，以線性刻度繪制并以度為單位

　　可以在繪圖上使用光標(biāo)來指示特定頻率下的增益和相位。兩個(gè)光標(biāo)之間的差異也會(huì)顯示在屏幕上。

　　分析電源內(nèi)控制環(huán)路的穩(wěn)定性不需要專門的儀器。通過添加功率分析軟件、函數(shù)發(fā)生器、隔離變壓器和正確的探頭，可以使用通用的、熟悉的示波器來構(gòu)建波特圖。

　　以上內(nèi)容由普科科技/PRBTEK整理分享， 西安普科電子科技有限公司致力于打造儀器配附件一站式供應(yīng)平臺(tái)。主營范圍：示波器測試附件配件的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售。涵蓋產(chǎn)品包含電流探頭、差分探頭、高壓探頭、無源探頭、柔性電流探頭、近場探頭、電流互感器、射頻測試線纜、各類儀器測試附件等。更多信息，歡迎登陸官方網(wǎng)站進(jìn)行咨詢：http://www.jmcsled.cn