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    1. LOTO示波器_從零開始手把手測電源開環增益/電源環路頻響曲線/PSM

      發布時間:2023-10-24 14:10    發布者:LOTO2018

      我們之前有篇文章從理論到實踐演示了如何測量電源環路的開環增益曲線,不過偏重于理論和原理,沒有很多細節的展現,所以這片文章從另外的角度,從零基礎開始,手把手一步一步演示如果進行實操測試。
      之前的那篇文章的鏈接為:《LOTO示波器 實測 開環增益頻響曲線/電源環路響應穩定性》https://www.bilibili.com/read/cv18591666/
      我們先拿到一個電源板,如下圖所示,我們買來一塊很小很簡單的電源模塊,它和大多數電源系統一樣,都是一個負反饋的閉環系統,方便演示的同時又很有代表性。
      我們通過芯片型號查到了這個電源的典型應用原理圖,這個電路基本上就是按照這個原理圖制作的,如下所示:


      下一步我們需要在電源環路上,紫色箭頭所指的位置斷開并且串入一個50歐姆的注入電阻。如下圖所示,我們找到了電源板上的這個位置,并且割斷了這塊鋪銅:



      焊接上一個注入電阻,并且電阻兩端引出引腳,方便信號注入和測試:



      現在變成了這樣:


      我們用LOTO示波器的OSCA02S,示波器帶信號源模塊,以及注入變壓器模塊Trans01開始接線。




      接下來我們就可以設置正弦波掃頻的參數,以及調整信號的幅度,觀察示波器AB通道的信號波形,盡量減小信號幅度來保障波形不要失真。由于我們是從A點注入的,所以調小信號源的幅度,讓A通道不失真。B通道是經過了反饋通道回來的信號,在一定的頻段下總是會失真變形的。
      我們可以在不同的頻率點看一下AB的波形情況,盡量從AB通道都不太失真的頻點開始測試。



      如上圖所示,在400HZ時,注入點B的波形就有失真,但是下圖所示,在1KHZ以后,兩個通道的波形就都不怎么失真:




      由于我們的注入變壓器的頻率范圍是100HZ~10MHZ,所以低頻至少要高于100HZ,但是要小于電源的交叉頻率。我們可以先掃頻一遍看看,大概得出交叉頻率數值以及掃頻步進量的情況,后面再做出調整。
      掃頻的步驟我們也有相關的文章和視頻演示,我們看下結果:




      圖中的綠色實線是開環增益曲線,綠色的虛線是相位角。我們可以看到這個電源板的G=1增益為0DB時,交叉頻率是1.57K赫茲左右,此時的相位角為80度左右,相角裕度有100多度。這個電源板的交叉頻率還是很低的,一般的電源是在10K到幾十K赫茲附近。越低的交叉頻率測試的時候越不方便,因為它更接近低頻區,而注入變壓器有個低頻的起始頻率限制。
      多次掃頻并且存儲頻響曲線我們可以看到,基本上改變一些掃頻參數,會有小的影響,如下圖的不同顏色的曲線所示,不過大體還是一致的。


      相關的視頻演示我們放在:https://www.bilibili.com/video/BV1KC4y1G7mb/?spm_id_from=333.999.0.0

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