电源是现代工业的基石,为了设计出效率更高、噪声更小的电源类产品,工程师就需要花更多的时间和精力在电源的完整性上面(PDN),而针对电源完整性来说除了我们经常提到的开关损耗、输入电源质量、输出纹波测试等以外,我们还会涉及到环路响应测试。
环路响应测试帮助评估开关电源的稳定性,利用伯德图来观察电源控制环路在不同频率下的增益和相位,是一种被广泛采用的高效且直观的判断环路稳定性的方法。传统方法是需要使用网络分析仪或者专有的设备来测试,但是相对来说这种测试成本就非常高了。我们推荐使用电源开发工程师现有的泰克示波器设备来进行环路响应测试。
可以使用配有信号源的示波器测量反馈环路电路在其工作条件下的特性。在进行环路响应测量的时候需要利用相应的电路把信号源提供的扫频信号叠加到被测的反馈环路上,我们可以使用第三方的信号注入器产品例PICOTEST J2100系列。利用示波器内嵌的功能控制模块或者上位机软件控制信号源通过信号注入器将扫频信号输入到注入电阻两端,并利用示波器测量注入电阻两侧的同频点信号,随后把这两个测量结果进行比值计算得到最终的测量结果。
注入的扫频信号幅度不能太高,以避免反馈环路进入非线性区域。但也需要注意,由于注入电阻本身的阻值较低,从信号源输出的信号幅度会被大幅的衰减,所以控制信号源的输出幅度时也不能太低,需要根据待测物的实际工作电压、本身噪声情况等因素来选择合理的幅值。此外,注入的信号经过电源反馈环路的抑制还会进一步衰减,在整个扫频过程中要求整体测量系统能够具备较低的底噪,以及良好的小信号拾取能力。
泰克新4、新5系示波器仰赖于其12bit的ADC以及先进的硬件设计,具有先天性的优势。对于其他示波器也应当启动高分辨率模式以便获取更好的测试结果。在探头方面,一方面我们要使用高输入阻抗的探头来完成探测,以免影响反馈环路的工作;另一方面,在扫频的过程中由于监测的信号往往可能会达到10mV的量级乃至更低,通常的10:1探头会引入极大的误差,因此我们必须使用1:1或者2:1的低衰减比探头,例如泰克P2220 6MHz带宽1:1探头或者TPP0502 500MHz探头2:1探头,并注意尽量使用较短的地线。尤其是如果环路响应测试高频段需要做到1MHz以上的场景,高带宽的TPP0502探头配合PicoTestJ2101A(10Hz-45MHz)是优先推荐的配置。
常规的测量频率范围通常是从10 Hz或100 Hz的低频处开始测量。但一般说来,对测量DC-DC变换器的环路特征最重要的频率范围主要是在几kHz到几百kHz之间,电路输出级LC滤波器的谐振频率和环路的穿越频率一般都在这个范围内。此外,电源对于不同频段的注入信号的扰动耐受和抑制能力各有不同,测试系统最好能允许控制注入信号在不同频段设置不同的幅度,这样也有助于快速高效地完成环路响应测试。
当我们准确采集到注入电阻两端的电压信号后,程序需要控制示波器测量在反馈网络(Vin)的顶部和电源直流输出(Vout)上的交流电压电平,计算在扫描频段内每个测试频率点上的增益,dB=20Log(Vout/
Vin),同时还测量Vin和Vout之间的相位差,并绘制出伯德图。
以下是分别使用泰克MSO5示波器内置的环路响应分析功能和基于泰克MDO3000配合上位机程序对于两个不同电源进行环路响应测试的实测结果:
得到伯德图之后,我们可以看到该待测电源的相位裕量、穿越频率、增益裕量等信息,还可以使用游标去
检查每一个测试频点处的增益和相位以获得更详细的信息,以帮助我们针对性地改善电源设计。
系统配置:
MSO4/5 MSO4或MSO5系示波器
4/5-PWR MSO4或MSO5电源测试选件
4/5-AFG MSO4或MSO5示波器AFG选件
MDO3 MDO3系示波器
3-AFG MDO3系示波器AFG选件
MDO3000/混合域示波器
MDO4000C
MDO3AFG/MDO3000/4000示波器AFG选件
MDO4AFG
TPP0502 500MHz 2x电压探头
P2220/P2221 6MHz 1x/200MHz 10x电压探头
其他附件:
Picotest J2100A/信号注入器
J2101A
TPS-5000-CLR电源环路响应测试软件
上一篇:MSO24平板示波器进行网络获取图片和数据的方法
下一篇:泰克示波器使用方法
推荐阅读最新更新时间:2024-11-17 03:03
推荐帖子
- 关于EVC打开资源问题
- 我的工程是一个基于对话框,在workspase里打不开class和resourceview只能打开fileview,双击class和resourceview就自己关了,在打开工程时也要开几次了,我的工程里多了MVCIA.tmp和RCao2632两个文件了这是怎么回事了麻烦个位了哈 小女子先谢谢各位了 都弄了 一天了 还是不对怎么回事哟关于EVC打开资源问题你使用的什么SDK,应该是SDK的问题,我以前也遇到过这样的问题。卸载重新安装evc那为啥我用以前的工程都可以了,只是现在
- scliujun 嵌入式系统
- WinCe6.0的文件管理器在哪儿?
- 在classview里是空的;解决方案资源管理器里面只project.bib、project.dat、project.db、project.reg以及安装目录下的文件。VC++6.0中的classview有项目所产生的所有文件,而wince呢?谢谢大家WinCe6.0的文件管理器在哪儿?CE没有这个概念可以去看组件定制部分哈哈,劳板主大驾,谢谢你,
- boyfly WindowsCE
- 未来办公桌什么样子??
- 凌乱的办公桌也许在不久的将来就会消失,取而代之的是一体化的操作台,其中包括电话、计算机和其它现在所用的杂七杂八的办公器具。率先发起这种未来的办公桌解放的将是股票交易所和金融机构。BT(原来的英国电信公司)研制出一种名为SyntegrapV405的小型操作台,可以为金融交易中心提供电信界面。该操作台能够接收和发送复杂的电话通信,此外还能存储、访问和显示400路以上的电话通话。不知你还有什么补充!?未来办公桌什么样子??
- mdreamj RF/无线
- 【我与TI的结缘】之我与msp430单片机
- 记得还是去年的时候刚开始接触TI的msp430系列单片机的,当时参加校园高等电子设计大赛学校发了一块g2553的launchpad,但是一看失望了,那么少的IO,那么点资源怎么够用??后来还真的只用launchpad上面自带的两个led做了个呼吸灯,虽然比较简单但是起码是我写的第一个msp430的程序嘛,其实一开始学起来,感觉430的时钟系统好复杂,后来才发现那么安排是有用意的,根据不同的场合选择合适的时钟,可以尽可能的降低功耗,符合TI宣传的超低功耗。后来呢,有次逛论坛发现TI的launch
- jianping-sun TI技术论坛
- MSP430 能源看门狗工具
- 上次chenzhu大哥想找一个这样的开发demon,我也在TI的estore找了很久没找到。感谢hansonhe坛友的热心,提供了开发demon的链接。http://www.ti.com.cn/tool/cn/msp-nrgwtchdg我把这开发demon转到咱们版块上来,以后有坛友找类似的开发板就有个参考。描述:让个人消费者支持环保变得更容易!能源看门狗工具是最新MSP430开发产品,其可支持电源监控应用。集成式MSP430AFE253器件特别适用于使用2
- wstt 微控制器 MCU
- 供应 小灵通基站放大器 Gigatec 型号:GT-2077
- 现有二手的小灵通基站放大器Gigatec型号:GT-2077用途:PHS500mWHPA周波数(MHz):1893--1920出力电力(dBm):+38.5人力电力(dBm):-9ACPR600K(dBc):-69电源电压(V):12/-10消费电流(mA):5200外形(W*D*H)(mm):150*70*25具体可浏览http://www.gigatec.net/products/phs.html联系电话:136
- ztcjy RF/无线
- 具有反向电流阻断功能的 ADP195 逻辑控制高端电源开关的典型应用
- 使用 Infineon Technologies AG 的 OMR7812SR 的参考设计
- SY88147DL 3.3V、1.25Gbps PECL限幅后置放大器的典型应用,具有高增益TTL信号丢失
- LTC2241CUP-10 演示板,CMOS 输出,VCC = 2.5V,210Msps,10 位,10MHz< AIN< 250MHz
- 液晶电视电源用DC转DC单路输出电源
- LT3970HMS-3.3 2.5V 降压转换器的典型应用
- 基于HNC-25LA的电流采样模块
- LT6656BIDC-2.5、2.5V 精密电流和升压电压基准的典型应用
- 使用 Microchip Technology 的 LR745N3GP005 的参考设计
- 使用 NXP Semiconductors 的 LPC3240 的参考设计