存儲通道操作區域:功能可支持存儲 8 組之前的掃頻曲線,方便進行測試之間的對比。 可對每組存儲通道進行顯示隱藏、重命令、導入導出等操作。
3.5 環路分析的結果分析
通過掃頻曲線伯德圖,可以直觀地看到整個頻率范圍內的增益和相位變化趨勢,方便觀 察和分析,做到心中有數。實測電源的掃頻曲線如圖 3.8 所示,增益裕量(GM)和相位裕 量(PM)信息顯示在掃頻界面的右上角,相位裕度(PM)是指增益穿越 0dB 時的相位值, 增益裕度(GM)是指相位穿越 0°的增益值。PM 和 GM 是衡量開關電源穩定的一個重要指 標。
從上圖的伯德圖和測量數據分析,增益和相位曲線比較平滑,穿越斜率(近似-1)也很 好,穿越頻率(621.4Hz)在該開關電源的合適范圍內,同時相位裕量(45.43°)滿足要求, 增益裕量(9.655dB)也基本滿足需求。
但在我們實際的使用測試過程中,可能會遇到一些疑問和狀況,下面從以下 4 個常見問 題來分析結果:
問題 1:掃頻曲線的低頻段,增益和相位曲線有抖動,是怎么回事?
分析:這種結果說明在這種頻率下信噪比可能太低了,干擾較大。一個簡單的提高信噪 比的方法是把所有頻段的注入電壓幅值提高。但是提高注入電壓可能會造成信號失真或者 0dB 穿越時對應的相位裕度結果不對。一種比較好的改進方法是使用環路分析的分段幅值輸 出功能,可以通過設置每 10 倍頻范圍的不同輸出幅值,來實現不同頻率范圍的不同注入電 壓幅值。分段幅值的參數設置如圖 3.9 所示:
問題 2:如何判斷系統是否穩定?
分析:系統穩定的判斷分析依據大致有:
1. 穿越頻率(增益為 0dB 時對應的頻率):建議為開關頻率的 5%到 20%
2. 相位裕度(增益為 0dB 時對應的相位):要求一定要大于 45°,建議 45°到 80°
3. 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
4. 增益裕度(相位為 0°時對應的增益差):建議大于 10dB(注意,GM 是正值,實際 測量的增益值為負值,增益裕度 = 0db - 測量值)
相位裕量的作用,是確保在一定的條件下(包括元器件的誤差、輸入電壓變化、負載變 化、溫升等)系統都能夠穩定,使用在標稱輸入額定負載室溫下,要有 45°的裕量;如果輸入 電壓、負載、溫度變化范圍非常大, 相位裕量不應小于 30°。