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示波器频率响应分析仪(FRA)选件和伯德图测试的区别

更新时间:2023-08-01      点击次数:821

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        是德科技InfiniiVision X 系列示波器是含有自动频率响分析的示波器,这个频域测量功能可以通过扫描增益和相位随频率的变化(伯德图)而实现,常用于表征各种电子设计的频率响应(增益和相位随频率的变化)的关键测量,这些设计包括无源滤波器、放大器电路和开关电源电源(环路响应)的负反馈网络。

        控制环路响应(伯德图)测试软件是包含在电源测试选件PWR里,开关电源实际上是一个包含了负反馈控制环路的放大器,这意味着可以把电源看作是一个直流放大器,但它实际上会放大交流信号并对输出条件的变化做出响应,比如负载变化。

 

        环路测试的配件和频率响应测试一样,都是两个1:1 无源探头和一个隔离变压器,软件设置界面也一样:

频率范围:20 Hz 20 MHz

扫描或单一频率测试模式

固定注入电压或定制注入电压分布频率段

每个十倍频扫描10 50 个点

两对追踪增益和相位游标

绘制增益和相位图以及测试结果的表格视图

轻松将测量结果导出和/或保存为.csv格式,以便进行离线分析

                                             

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区别

下图分别为频率响应测试和伯德图测试结果,都是两条增益和相位曲线,FRA测试曲线图的Marker点默认在频率的起止位置,拖动Marker点可以查看各频率的频响特性;而伯德图测试曲线则是Marker点会停在增益0dB和相位0度位置,即自动显示相位裕度(PM)和增益裕度(GM)测试结果,因此,如果是开关电源测试,用伯德图更方便直接显示测量结果,无须手动拖拽Marker点。

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  频率响应测试结果 

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 伯德图测试结果

        在用示波器进行频率响应测试时,一个简单的提高信噪比的方法是把所有频段的注入电压幅值提高。但是提高注入电压可能会造成信号失真或者0dB穿越时对应的相位裕度结果不对,一个比较好的提高信噪比的方法是利用测量工具里的幅值配置功能来定制不同的注入电压,通过幅值配置功能,可以在待测电源敏感的频率段使用低幅值注入电压,在待测电源不敏感的频率段使用高幅值注入电压,开关电源反馈网络一般在0dB穿越点附近最敏感。

 

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        如何确定适合的注入电压呢?有工程师建议开始时用一个相对高的注入电压进行测试,然后逐渐降低幅值进行多次测试,直到0dB穿越频率稳定在某个频率点。频率响应测试一般多次的重复测试迭代出合适的注入电压以得到好的动态范围,利用是德科技示波器方案的频率响应测试,一般可以更快的找到合适的注入电压。

         也可以使用是德科技示波器方案进行单个频率点的相位和增益测量。这个方案可以在单个频率点运行测试,例如在预计的0dB穿越频率附近的某个频率点,然后在示波器的波形发生器设置菜单里手工调整注入信号的电压和频率同时可以直观地观察实时波形的变化。一旦决定了0dB穿越频率附近的最大注入电压,就可以简单地在所有频段内使用注入电压。可以在不同的频率点进行更多的单频率点测试以优化低频或者高频时的注入电压幅度。

 

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