環路測試

 

kaiguandianyuanshiyizhongdianxingdefankuikongzhixitong，qiyouxiangyingsuduhewendingxinglianggezhongyaodezhibiao。xiangyingsudujiushidangfuzaibianhuahuozheshurudianyabianhuashi
，dianyuannengxunsuzuochutiaozhengdesudu。yinweikaiguandianyuandefuzaiduoshuqingkuangxiadoushishuziIC
，其電流會隨著邏輯功能的變化而變化
，比如FPGAzaijinxingpeizhishi
，dianliuhuizengdayibeiyishang。erkaiguandianyuandeshurudianyayehuiyouyidingchengdudebodong。weilebaozhengdianyuanwendingshuchu
，buchanshengdieluohuozheguochong，jiuyaoqiudianyuanbixuxunsuzuochutiaozheng
，shidezuizhongshuchudedianyameiyoubianhua。erdianyuandexiangyingsudujiujuedingledianyuandetiaozhengsudu。

 

由you於yu電dian源yuan加jia入ru了le反fan饋kui係xi統tong，就jiu可ke能neng發fa生sheng震zhen蕩dang。如ru果guo電dian源yuan係xi統tong的de參can數shu沒mei有you設she置zhi好hao
，就jiu會hui產chan生sheng震zhen蕩dang

，結jie果guo就jiu是shi電dian壓ya上shang會hui被bei疊die加jia一yi個ge固gu定ding頻pin率lv的de波bo動dong。導dao致zhi電dian源yuan不bu穩wen定ding。

 

開關電源如下圖所示：

 

圖1 開關電源調試

 

從cong開kai關guan電dian源yuan的de框kuang圖tu中zhong可ke以yi看kan出chu

，該gai係xi統tong是shi通tong過guo一yi個ge反fan饋kui電dian路lu，將jiang最zui終zhong輸shu出chu的de變bian化hua反fan饋kui給gei比bi例li電dian路lu，經jing過guo比bi例li電dian路lu的de等deng比bi例li衰shuai減jian
，輸shu入ru到dao誤wu差cha放fang大da器qi中zhong。而er後hou誤wu差cha放fang大da器qi通tong過guo比bi較jiao該gai信xin號hao和he內nei部bu參can考kao信xin號hao的de差cha異yi，來lai驅qu動dong後hou級ji脈mai寬kuan調tiao製zhi器qi等deng一yi係xi列lie的de輸shu出chu環huan節jie，最zui終zhong與yu幹gan擾rao信xin號hao相xiang互hu抵di消xiao
，從cong而er保bao證zheng電dian源yuan的de穩wen定ding。

 

nayinggairuheceliangchudianyuandexiangyingsuduhewendingxingne，zaizaoqidetiaoshizhong，dajiahuishiyongyigekebiandedianzifuzailaijinxingceshi，danshiyouyuxianzaidedianzifuzaidebianhuapinlvyuanyuandiyukaiguandianyuandekaiguanpinlv，gaifangfazhujiandebubeidajiasuoshiyong。muqianbijiaochangjiandeceshifangshijiushihuanluceshifa。huanluceshifajiushixiangfankuihuiluzhongzhuruyigegedanyipinlvdezhengxianboxuliexinhao
，ranhougenjudianyuanxitongdeshuchuqingkuanglaipanduanqiduigegepinlvganraodetiaozhengnengli。qihuanluxiangyingdeGain越高，就說明電源對該頻段的抗幹擾能力越強。

 

環路測試框圖如下所示：

 

圖2 環路測試框圖

 

congshangtukeyikanchu
，huanluceshishijishangshijiangganraoxinhaotongguofankuidianluzhurudaowuchafangdaqizhong，erhouzhakanwuchafangdaqijiahoujishuchuhuanjiedejilianxiangying。wuchafangdaqidexiangyingshijishangjiushigaiwuchafangdaqidekaihuanzengyi。suoyihuanludegenbenmuderuxiatusuoshi：

 

圖3 環路測試根本目的

 

隨著一個個頻率信號的掃描，最終將各個頻道的環路增益繪製在一張圖上
，就會得到一幅很直觀的頻域特性圖。

 

最終環路特性曲線如下圖所示：

 

圖4 環路相應曲線

 

根據這張圖
，我們就可以判斷電源設計是否穩定
，是否有優化的空間。曲線的穩定性判定標準如下：

 

● 穿越頻率：建議為開關頻率的5%到20%，過高則不穩定，過低則響應速度過慢。

● 相位裕度：要求一定要大於45°
，建議45°到80°。

● 穿越斜率（0dB附近）：要求為單極點穿越，一般是要求穿越斜率在-1左右

，即-20db/每十倍頻。

● 增益裕度：建議大於10dB。

 

幹擾信號注入原理

 

幹擾信號具體要如何注入到誤差放大器呢
，誤差放大器的開環增益都非常大
，都有60db左右。那麼為了不使誤差放大器輸出飽和，輸入信號必須在-50dbm左右，大概2mv左zuo右you，這zhe個ge信xin號hao幅fu度du太tai小xiao
，產chan生sheng過guo於yu困kun難nan，一yi般ban的de電dian磁ci噪zao聲sheng信xin號hao都dou要yao高gao過guo這zhe個ge信xin號hao的de幅fu度du。顯xian然ran這zhe樣yang直zhi接jie注zhu入ru是shi不bu可ke行xing的de。為wei了le能neng夠gou成cheng功gong注zhu入ru幹gan擾rao信xin號hao，我wo們men需xu要yao利li用yong反fan饋kui來lai進jin行xing。

 

想要闡述明白幹擾信號的輸入方式，必須先對反饋做一下說明。

 

shenmeshifankui

？chuleshuxuegongshi，zhegegainianbijiaonanmiaoshu
，dajiakeyisikaoyigexiaoshihoujingchangwandedaolibai
，yanjing，danao
，shouxingchengleyigefankuixitong。yanjinghuigenjumugundebaidongqingkuangfankuigeidanao，danaozaikongzhishoulaijinxingyidong，congerbaochimugundezhilibudao。ruxiatusuoshi：

 

圖5 倒立擺示意圖

 

這(zhe)個(ge)係(xi)統(tong)就(jiu)是(shi)最(zui)簡(jian)單(dan)的(de)反(fan)饋(kui)係(xi)統(tong)，眼(yan)睛(jing)對(dui)應(ying)的(de)就(jiu)是(shi)反(fan)饋(kui)電(dian)路(lu)和(he)比(bi)例(li)電(dian)路(lu)，大(da)腦(nao)對(dui)應(ying)的(de)就(jiu)是(shi)放(fang)大(da)器(qi)，神(shen)經(jing)和(he)手(shou)對(dui)應(ying)的(de)就(jiu)是(shi)脈(mai)寬(kuan)調(tiao)製(zhi)器(qi)等(deng)輸(shu)出(chu)後(hou)級(ji)。

 

shixiangwomengeishangmianxitongzhongdeyanjingyumubangzhijianjiaruyigelvjing，gailvjingdeweiyizuoyongjiushirangmubangdetuxiangangudingdepinlvzuoyouyaobai。yanjingjieshoudaozhegebaidongdejingxianghou，fasongxinhaogeidanao，weilebaochipingheng，danaokaishicaozuoshouyezuoyouyaobai。zuizhongzailvjinghoudejingxiangzhongkanshangqumubangyijingshizaiyigehenxiaodefuduneibaidong，ershijishangdemubangqueshizaizuoyoubaidong，qibaidongzhenghaodixiaolvjingchanshengdezuoyong。shijimugundebaifuyujingxiangzhongdexiaobaifudebili，jiushizhenggexitongdetiaojienenglile。

 

圖6 加入濾鏡的倒立擺係統

 

如ru果guo理li解jie了le上shang麵mian的de假jia想xiang實shi驗yan，就jiu應ying該gai明ming白bai，我wo們men可ke以yi通tong過guo將jiang反fan饋kui電dian路lu和he比bi例li電dian路lu斷duan開kai，將jiang信xin號hao串chuan入ru反fan饋kui電dian路lu和he比bi例li電dian路lu之zhi間jian
，就jiu像xiang那na個ge濾lv鏡jing。注zhu入ru源yuan通tong過guo一yi個ge隔ge離li變bian壓ya器qi
，將jiang幹gan擾rao信xin號hao變bian成cheng一yi個ge電dian流liu信xin號hao，在zai注zhu入ru電dian阻zu兩liang端duan產chan生sheng一yi個ge額e外wai的de壓ya差chaVfg
，而由於運放負反饋的虛短特性，此時誤差放大器會通過輸出來盡量調節使得運放正負端的電壓相等。這樣就會最終在輸出級產生一個△Vout
，用來抵消注入電阻兩端的格外壓差Vfg。如果誤差放大器開環增益無限大的話
，Vfg則會與△Vout完全相等。但是由於誤差放大器開環增益是有限的
，就會最終導致產生一個△Vin，△Vin = Vfg - △Vout。而△Vin和△Vout的比例，就是整個環路的增益了。具體電路如下圖所示：

 

圖7 環路測試注入方式

 

注入點如何選擇

 

xuanzezhurudian
，youyigebijiaojiandandefangfa，duiyudianyayuanjiushizhaoshejidianlushi，yonglaijisuandianyadenalianggedianzu。shejidianlushishiannagedianzulaitiaozhengshuchude，jiujiadaonagedianzushang。duiyudianliuyuan，yeyudianyayuandazhixiangtong


，buguodianliuyuanzhongyibanshimeiyouR1或者R2，隻要將注入電阻放在反饋電電路之後就可以了。

 

以下是幾種典型電路的注入點實例。

 

1
、非隔離電壓環路：

 

圖8 非隔離電壓環路注入方式示意圖

 

2
、隔離電壓環路：

 

圖9 隔離電壓環路注入方式示意圖

 

3、隔離電流環路：

 

圖10 隔離電流環路注入方式示意圖

 

總結

 

電(dian)源(yuan)環(huan)路(lu)測(ce)試(shi)可(ke)以(yi)清(qing)晰(xi)準(zhun)確(que)的(de)測(ce)試(shi)出(chu)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)和(he)響(xiang)應(ying)速(su)度(du)，對(dui)電(dian)源(yuan)設(she)計(ji)有(you)很(hen)重(zhong)要(yao)的(de)意(yi)義(yi)。測(ce)試(shi)方(fang)法(fa)也(ye)相(xiang)對(dui)簡(jian)單(dan)。但(dan)是(shi)實(shi)際(ji)測(ce)試(shi)中(zhong)，由(you)於(yu)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)係(xi)統(tong)會(hui)產(chan)生(sheng)大(da)量(liang)的(de)諧(xie)波(bo)

，這(zhe)些(xie)諧(xie)波(bo)會(hui)嚴(yan)重(zhong)影(ying)響(xiang)最(zui)終(zhong)測(ce)試(shi)結(jie)果(guo)，所(suo)以(yi)一(yi)般(ban)的(de)示(shi)波(bo)器(qi)是(shi)無(wu)法(fa)得(de)到(dao)比(bi)較(jiao)準(zhun)確(que)的(de)結(jie)果(guo)。而(er)ZDS4000示波器采用先進的FFT和FIR功能，將諧波的幹擾降低到最小，同時大大提高了環路曲線的分辨率和準確性。其效果不遜色與專業的電源環路測試儀。

 

文章來源於 ZLG立功科技一致遠電子

 

 

推薦閱讀：