電源小貼士：教你為波特圖設(shè)置頻率響應(yīng)分析儀

1、電源小貼士：教你為波特圖設(shè)置頻率響應(yīng)分析儀環(huán)路增益是描述開關(guān)模式電源特性的一個重要參數(shù)。用法頻率分析儀來測定環(huán)路增益能讓您穩(wěn)定電源并優(yōu)化瞬態(tài)響應(yīng)。在測定波特圖之前，您需先斷開環(huán)路并在斷點處插入一個小型器，1所示。該頻率分析儀有一個信號源，可跨該小型電阻器注入溝通（ac）干擾信號vds。圖1：典型的波特圖測定設(shè)置其結(jié)果是，ac波動浮現(xiàn)在跨該斷點的兩個節(jié)點（a和b）處。該頻率分析儀具有兩個接收器，能測量節(jié)點a和節(jié)點b處的信號va和vb。您可用方程式1計算出該系統(tǒng)環(huán)路增益tv：方程式1為了精確測量tv，該分析儀必需精確測量va和vb。頻率分析儀接收器已限制了信號測量辨別率。在本文中，筆者將用來自ap

2、 instruments公司的ap300（一款被廣泛用法的頻率響應(yīng)分析儀）作為一個設(shè)置示例。圖2展示了ap300的接收器技術(shù)規(guī)格，圖3則展示了信號源技術(shù)規(guī)格。圖2：ap300頻率響應(yīng)分析儀的接收器技術(shù)規(guī)格(來源：ap instruments公司)圖3 ap300頻率響應(yīng)分析儀的信號源技術(shù)規(guī)格(來源：ap instruments公司)干擾注入信號幅度按照接收器技術(shù)規(guī)格，可測量的信號應(yīng)大于5v。為精確測量va和vb的，這兩種信號的幅度均應(yīng)大于該頻率響應(yīng)分析儀可測量的信號振幅。va和vb的電壓與干擾注入信號及環(huán)路增益本身都有關(guān)聯(lián)（方程式2）：方程式2求解方程式1和方程式2可得出方程式3和方程式4：方

3、程式3方程式4當頻率比交錯頻率低時，環(huán)路增益的量值|tv|會遠遠大于1。信號vb臨近于vds/|tv|。為確保信號vb/大于5v的可測量幅度，干擾信號vds應(yīng)大于5v × |tv|。具備嚴格調(diào)整功能的電源轉(zhuǎn)換器通常擁有大于60db的直流（dc）增益。按照閱歷法則，vds在100hz的頻率下起始值應(yīng)為50mv。另一項重要技術(shù)規(guī)格是信號源的輸出阻抗。ap300具有50的輸出阻抗。為確保提供足夠的電能，最好在斷點處插入一個50的匹配電阻器。假如您是為補償信號強度的損耗而調(diào)節(jié)注入信號幅度，那么用法較小的電阻器是可以接受的，但不要挑選太小的電阻器。筆者建議用法這樣的電阻器 其電阻值大于該頻率響

4、應(yīng)分析儀信號源輸出端口輸出阻抗的五分之一。假如您插入了一個小型電阻器，那么請用方程式5來調(diào)節(jié)干擾信號幅度。例如，對一個20的電阻器而言，頻率為100hz時vds的起始值應(yīng)為88mv。方程式5在囫圇頻率范圍內(nèi)都保持較大的恒定干擾信號幅度并非上策。隨著頻率的增強，|tv|的量值應(yīng)減小，而這會使信號vsub>b增大。對有些應(yīng)用來說，在交錯頻率下的較大干擾可能導(dǎo)致誤差或占空比飽和。為使信號盡可能小，干擾信號也應(yīng)隨頻率削減。圖4展示了ap300接口，該接口提供了一個可編程信號源。該圖中的綠色跡線顯示了在頻率范圍內(nèi)的干擾信號幅度。圖4：ap300波特圖的圖形用戶界面（gui）圖5展示了采納25mv的

5、恒定干擾信號測定的波特圖。這幅測定的波特圖顯示，在100hz的頻率下增益僅為50db；而筆者從高性能控制器tps53661處估算，在100hz的頻率下增益超過70db。對穩(wěn)壓器輸出dc調(diào)整功能而言，dc增益是一項重要指標。圖5：具有tps53661控制器的步降型轉(zhuǎn)換器的波特圖（采納了25mv的恒定干擾信號）筆者對干擾信號作了相應(yīng)的調(diào)節(jié)，并再次測定了波特圖。測得的波特圖顯示，頻率為100hz時增益要高得多，6所示。圖6：具有tps53661控制器的步降型轉(zhuǎn)換器的波特圖（采納了可編程干擾信號）測量用中頻（if）帶寬的挑選中頻（if）帶寬（可減小if接收器帶寬）能削減隨機噪聲對測量的影響。這使該頻率分析器需要更長的時光來完成測定任務(wù)。圖6展示了采納不同信號帶寬時測量結(jié)果之間的差異。用10hz的帶寬測定的波特圖十分整潔平滑。用100hz的帶寬測定的波特圖在頻率低于1khz時則顯示出無數(shù)毛刺。對于交錯頻率低于10hz的應(yīng)用，筆者建議采納低于10hz的if帶寬，以獲得整潔的波特圖。圖7：采納不同測量帶寬的波特圖設(shè)置幅度恰當?shù)母蓴_信號對精確測定