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控制回路分析
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控制回路分析
了解如何:
基于示波器的响应测量设置
![](/-/media/images/applications/misc/control_loop_analysis_bodeplot-new.jpg?h=502&iar=0&w=520)
对于电源设计,应在近直流电到几 MHz 的范围内进行闭环响应测量。尽管矢量网络分析仪通常用于响应分析,但大多数 VNA 都是为 RF 测量而设计的,起始频率约为一兆赫。相反,示波器可以向下测量到直流电并提供有用的信号可视性。如果在分析过程中出现异常,您可以快速进入故障排除流程。
有几款米乐m6网页版登录入口示波器提供内置信号源,可用于通过隔离变压器将信号注入回路反馈。跨低值注入电阻应用的两个探头可提供分析软件所需的所有信息。它测量激励和响应幅度以计算增益,并测量激励与响应之间的相位延迟。
自动控制回路响应的通用系统包括:
- 具有适当带宽的示波器
- 电源频率响应自动化软件
- 两个低衰减、低电容探头
- 正弦波发生器
- 具有平稳响应的变压器,用于将正弦波发生器与 DUT 隔离
支持控制回路测量的探头特性
为避免过度驱动控制回路,必须将注入信号的幅度保持在较低水平。应最大限度降低探头衰减以获得最佳灵敏度。同时,应最大限度地减少探头负载效应。耐用、低衰减、低电容的无源探头(例如,TPP0502)非常适合进行这些具有 2 倍衰减和 2 MΩ、13 pF 负载特性的测量。
![](/-/media/images/applications/misc/good-probing-techniques-pr.jpg?h=371&iar=0&w=411)
用波特图测量稳定性裕度
![](/-/media/images/applications/misc/stability_margins.jpg?h=662&iar=0&w=580)
快速的需求变化致使需要高频电源控制回路。电源必须快速响应,但是增加过多增益会引起振铃或振荡。
当回路具有正增益 (≥ 1) 且相移接近 -180° 时,会出现不稳定的情况。在这些条件下,回路将经历正反馈并变得不稳定。波特图显示了在相同频率范围内的增益和相位,直观地向您显示距离这种不可接受的情况有多近。从波特图获得的两个测量值可衡量控制回路中的安全裕度:相位裕度和增益裕度。
相位裕度以相位的角度指示系统离不稳定程度(-180° 和单位增益)有多远。它表示当增益接近 0 dB(单位增益)时回路可以容忍的相移量。
增益裕度以增益 (dB) 的角度指示系统距离 -180° 和单位增益有多远。当相移 = -180° 时,这是指在达到 0 dB 之前可以增加的增益量。
在控制回路中保持充足的相位和增益裕度,可确保电源不会在接近不稳定的情况下工作。
控制回路分析系统
为简化系统配置,米乐m6网页版登录入口提供了一个控制回路分析套件,该套件结合了测量电源设计稳定性所需的关键设备和软件。该套件围绕 5 和 6 系列 MSO 示波器构建,包括低衰减无源探头和控制回路测量自动化软件。
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