電源環(huán)路響應(yīng)測(cè)試方案
系統(tǒng)背景：
電源是現(xiàn)代工業(yè)的基石，為了設(shè)計(jì)出效率更高、噪聲更小的電源類(lèi)產(chǎn)品，工程師就需要花更多的時(shí)間和精力在電源的完整性上面（PDN）；而針對(duì)電源完整性來(lái)說(shuō)除了我們經(jīng)常提到的開(kāi)關(guān)損耗、輸入電源質(zhì)量、輸出紋波測(cè)試等以外，我們還會(huì)涉及到環(huán)路響應(yīng)測(cè)試，通過(guò)環(huán)路響應(yīng)測(cè)試我們可以了解我們的反饋環(huán)路的穩(wěn)定性到底如何，傳統(tǒng)方法是利用網(wǎng)絡(luò)分析儀、或者專(zhuān)有的設(shè)備來(lái)測(cè)試，但是相對(duì)來(lái)說(shuō)這種測(cè)試成本就非常高了，而我們現(xiàn)在可以利用電源開(kāi)發(fā)工程師現(xiàn)有的泰克設(shè)備來(lái)進(jìn)行環(huán)路響應(yīng)測(cè)試。
系統(tǒng)說(shuō)明：
可以使用配有信號(hào)源的示波器測(cè)量反饋環(huán)路電路在其工作條件下的特性。在進(jìn)行環(huán)路響應(yīng)測(cè)量的時(shí)候需要利用響應(yīng)的電路把AFG選件提供的掃頻信號(hào)加到被測(cè)的反饋環(huán)路上，我們使用的是第三方（PICOTEST）的信號(hào)注入器J2100A (頻率范圍：1Hz-5MHz)。利用上位機(jī)軟件控制信號(hào)源將掃頻信號(hào)輸入到高阻抗輸入端口，并利用示波器測(cè)量低阻抗端，隨后把這兩個(gè)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比值計(jì)算得到最終的測(cè)量結(jié)果。注入的掃頻信號(hào)幅度不能太高，以避免反饋環(huán)路進(jìn)入非線(xiàn)性區(qū)域。應(yīng)使用高輸入阻抗的探頭來(lái)完成探測(cè)，這樣不會(huì)影響反饋環(huán)路的工作。在測(cè)量頻率范圍方面，通常是從10 Hz 或100 Hz 的低頻處開(kāi)始測(cè)量。但一般說(shuō)來(lái)，對(duì)測(cè)量DC-DC 變換器的環(huán)路特征最重要的頻率范圍主要是在幾kHz 到幾百kHz 之間，電路輸出級(jí)LC 濾波器的諧振頻率和環(huán)路的交叉頻率都在這個(gè)范圍內(nèi)。如果從這方面看，在低頻范圍內(nèi)進(jìn)行的測(cè)量不必非常嚴(yán)格。
測(cè)試連接圖如上圖所示
PICOTESTJ2100A 信號(hào)注入器
此處的測(cè)量系統(tǒng)是一臺(tái)內(nèi)置AFG 函數(shù)/任意波形發(fā)生器的MDO系列示波器，可以測(cè)量在反饋網(wǎng)絡(luò)（Vin）的頂部和電源直流輸出（Vout）上的交流電壓電平。上位機(jī)還可以計(jì)算在掃描頻段內(nèi)每個(gè)測(cè)試頻率點(diǎn)上的增益，dB= 20Log(Vout/Vin)。同時(shí)還測(cè)量Vin 和Vout 之間的相位差。
當(dāng)然在這里我們也可以將利用一臺(tái)單獨(dú)的信號(hào)源和一臺(tái)獨(dú)立的示波器來(lái)代替，這個(gè)因?yàn)樗麄儗?shí)現(xiàn)的硬件功能是完全相似的，只需要更改一個(gè)軟件即可。
測(cè)試軟件界面如下圖所示：
MDO系列示波器專(zhuān)用版（自帶AFG選件）
示波器+信號(hào)源專(zhuān)用（3K示波器或者4K示波器+AFG信號(hào)源）
系統(tǒng)配置
泰克公司：
MDO3000/MDO4000C 泰克示波器
MDO3AFG/MDO4AFG MDO3000/4000示波器AFG選件
其他附件：
Picotest J2100A 信號(hào)注入器
TPS-5000-CLR 電源環(huán)路響應(yīng)測(cè)試軟件
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