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环路分析测试应用
来源: | 作者:泰勤科技 | 发布时间: 2023-11-24 | 1188 次浏览 | 分享到:

存储通道操作区域:功能可支持存储 8 组之前的扫频曲线,方便进行测试之间的对比。 可对每组存储通道进行显示隐藏、重命令、导入导出等操作。

3.5 环路分析的结果分析

通过扫频曲线伯德图,可以直观地看到整个频率范围内的增益和相位变化趋势,方便观 察和分析,做到心中有数。实测电源的扫频曲线如图 3.8 所示,增益裕量(GM)和相位裕 量(PM)信息显示在扫频界面的右上角,相位裕度(PM)是指增益穿越 0dB 时的相位值, 增益裕度(GM)是指相位穿越 0°的增益值。PM 和 GM 是衡量开关电源稳定的一个重要指 标。

从上图的伯德图和测量数据分析,增益和相位曲线比较平滑,穿越斜率(近似-1)也很 好,穿越频率(621.4Hz)在该开关电源的合适范围内,同时相位裕量(45.43°)满足要求, 增益裕量(9.655dB)也基本满足需求。

但在我们实际的使用测试过程中,可能会遇到一些疑问和状况,下面从以下 4 个常见问 题来分析结果:

问题 1:扫频曲线的低频段,增益和相位曲线有抖动,是怎么回事? 

分析:这种结果说明在这种频率下信噪比可能太低了,干扰较大。一个简单的提高信噪 比的方法是把所有频段的注入电压幅值提高。但是提高注入电压可能会造成信号失真或者 0dB 穿越时对应的相位裕度结果不对。一种比较好的改进方法是使用环路分析的分段幅值输 出功能,可以通过设置每 10 倍频范围的不同输出幅值,来实现不同频率范围的不同注入电 压幅值。分段幅值的参数设置如图 3.9 所示:

问题 2:如何判断系统是否稳定? 

分析:系统稳定的判断分析依据大致有: 

1. 穿越频率(增益为 0dB 时对应的频率):建议为开关频率的 5%到 20% 

2. 相位裕度(增益为 0dB 时对应的相位):要求一定要大于 45°,建议 45°到 80° 

3. 穿越斜率(0dB 附近):要求为单极点穿越,一般是要求穿越斜率在-1 左右,即-20db/ 每十倍频 

4. 增益裕度(相位为 0°时对应的增益差):建议大于 10dB(注意,GM 是正值,实际 测量的增益值为负值,增益裕度 = 0db - 测量值) 

相位裕量的作用,是确保在一定的条件下(包括元器件的误差、输入电压变化、负载变 化、温升等)系统都能够稳定,使用在标称输入额定负载室温下,要有 45°的裕量;如果输入 电压、负载、温度变化范围非常大, 相位裕量不应小于 30°。