羅德與施瓦茨示波器RTM3000頻域中 DC/DC 開關(guān)電源的穩(wěn)定性分析

由于電路參數(shù)會(huì)隨著老化或溫度變化而更改，因此需要測定穩(wěn)定性。頻率響應(yīng)分析是一個(gè)重要的電路設(shè)計(jì)和驗(yàn)證工具。電源抑制比、組件阻抗和開環(huán)增益等多種測量有助于判定電路的整體穩(wěn)定性。此類測量通常使用低頻矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀， 也可以使用 R&S?RTM3004 等常用于實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用的示波器。

羅德與施瓦茨解決方案

使用 R&S?RTx-K36 頻率響應(yīng)分析（波特圖）選件輕松快速地在示波器上進(jìn)行頻率響應(yīng)分析。R&S?RTx-K36 選件使用示波器的內(nèi)置波形發(fā)生器生成 10 Hz 至 25 MHz 的激勵(lì)信號(hào)。通過測量每個(gè)測試頻率下被測設(shè)備的激勵(lì)信號(hào)與輸出信號(hào)之比，示波器波特圖會(huì)以對數(shù)方式顯示增益和相位曲線。

0 dBm 輸入信號(hào)時(shí) R&S?RTx-K36 的動(dòng)態(tài)范圍典型值超過 70 dBc，幅度噪聲小于 1 dB，相位噪聲小于 5°。要使用 R&S?RTM3000 示波器的 10 位模數(shù)轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)此動(dòng)態(tài)范圍，需使用離散傅里葉變換的濾波和平均功能消除寬帶噪聲。

控制環(huán)路測量

應(yīng)用

使用安裝了波特圖選件的 R&S?RTM3004 示波器測量 DC/DC 降壓開關(guān)電源的控制環(huán)路。發(fā)生器信號(hào)通過變壓器注入開關(guān)電源的反饋環(huán)路，并在注入位置 (CH1) 和輸出端 (CH2) 進(jìn)行測量。

使用安裝了 R&S?RTx-K36 選件的 R&S?RTM3004 示波器測量 DC/DC 降壓開關(guān)電源的控制環(huán)路

測量結(jié)果

如右側(cè)屏幕截圖所示，開環(huán)增益（紅色曲線）隨頻率上升而幾乎呈單調(diào)遞減。由于降壓開關(guān)電源輸出端的電解電容器過大，開環(huán)相位（藍(lán)色曲線）呈現(xiàn)非單調(diào)特性。

頻率響應(yīng)一般使用專用的低頻矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀 (VNA) 進(jìn)行測量。要對比 R&S?RTM3004 示波器的測量結(jié)果，使用低頻 VNA 和 R&S?RTM3000 系列示波器執(zhí)行相同測量。

以下對比結(jié)果顯示 R&S?RTM3004 的分析結(jié)果與低頻矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的分析結(jié)果非常一致。

總結(jié)

工程師主要使用示波器來測試與測量電路設(shè)計(jì)。在電源應(yīng)用中，開發(fā)工程師通常會(huì)額外使用專用的低頻 VNA 分析頻率響應(yīng)。R&S?RTx-K36 頻率響應(yīng)分析（波特圖）選件適用于 R&S?RTM3000、R&S?RTB2000 和 R&S?RTA4000 示波器，能夠同樣精確地執(zhí)行頻率響應(yīng)分析。

這些示波器具備低噪聲前端和內(nèi)置波形發(fā)生器，非常符合頻率響應(yīng)分析任務(wù)要求且優(yōu)化成本，可代替專用的低頻網(wǎng)絡(luò)分析儀。

對比 R&S?RTM3004 和低頻 VNA