一、測試步驟

如前面文章--環(huán)路特征，我們需要打破循環(huán)并使用一個(gè)加法器。 為了產(chǎn)生激勵，我們可以使用信號發(fā)生器。 為了測量附加和返回信號，我們可以使用示波器。這兩種測量工具都嵌入在網(wǎng)絡(luò)分析儀中。對于注入加法器，變壓器仍然是最容易使用的器件，它可以放置在任何地方（只要我們尊重阻抗匹配條件）。 它的主要缺點(diǎn)是變壓器是非常非線性的組件，并且?guī)捰邢蕖?我們必須特別注意保持在線性區(qū)域。否則，我們可以使用由運(yùn)算放大器制成的加法器。 為了獲得更高的輸入阻抗，我們可以在加法器的輸入端添加一個(gè)跟隨器，但如果我們使用 kΩ 電阻和幾乎為零的輸出阻抗節(jié)點(diǎn)，則實(shí)際上并不需要這樣做。

為了防止直流電平被推入波發(fā)生器內(nèi)部，我們在波發(fā)生器和加法器輸入之間為注入的正弦波插入了一個(gè)緩沖器。

圖 25. 用放大器制作的注入加法器

使用運(yùn)算放大器的主要優(yōu)點(diǎn)是：

1. 使用安森美半導(dǎo)體的新型 NCS2005（8 MHz，軌到軌）等高帶寬放大器可以獲得大帶寬。2. 非常好的線性度和低失真，即使在大電壓下（NCS2005 最大電源電壓 32 V 和最小 2.2 V，2.8 V/s 壓擺率）。

3. 如果加法器不是“完美”的（對于我們使用的頻率范圍）并引入了相移，因?yàn)樗旧鲜且粋€(gè)低通濾波器，它總是增加開環(huán)傳遞函數(shù)相位。 因此，當(dāng)移除測量設(shè)置時(shí)，相位裕度將相同或略高。 對于變壓器，它取決于變壓器的寄生元件。 這是運(yùn)算放大器注入加法器的一個(gè)優(yōu)勢。 然而，使用 NCS2005，帶寬足夠高，不會影響高達(dá) 100 kHz 的測量。

然而，我們需要尊重一些具體的觀點(diǎn)：

1.注入加法器不能放置在任何地方。 它必須放置在環(huán)路的低功率路徑中。

2. 放大器需要一個(gè)電源（最好是兩個(gè)電源，負(fù)極和正極）。

3. 放大器接地應(yīng)連接到系統(tǒng)接地進(jìn)行測量。

為了避免失真（即處于線性區(qū)域）并高于本底噪聲，我們可以將注入的正弦波幅度設(shè)置為最小 20 mV rms 和最大 100 mV 峰峰值。最小平均時(shí)間應(yīng)該比 16更長。我們還可以將示波器帶寬限制為 20 MHz。 在模擬示波器上； 我們可以使用亮度來做平均。

將示波器觸發(fā)與波發(fā)生器提供的同步信號同步是一個(gè)很好的做法。 這將有助于平均并使其更有效率。 使用網(wǎng)絡(luò)分析儀，這是在內(nèi)部自動完成的。

負(fù)電源需要比注入的正弦波“大”。 一般來說，-1 Vis 就足夠了。 對于正電源，它應(yīng)該高于斷路點(diǎn)處的直流電平。 如果將輸出用作斷路點(diǎn)，則比輸出最大值高 1 或 2 V 是一種很好的做法。

應(yīng)補(bǔ)償示波器探頭。 在低頻系統(tǒng)中，如交流-直流電源，探頭不會顯著影響結(jié)果，因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)情況下，環(huán)路交叉頻率約為 1 kHz。 然而，請記住，情況并非總是如此，一些高速 dc-dc 轉(zhuǎn)換器可以在 100 kHz 以上的頻率上表現(xiàn)出 0-dB 交叉點(diǎn)。

最后，使用注入加法器，我們應(yīng)該將所有地連接在一起（示波器地、波發(fā)生器地、電源電壓地和系統(tǒng)地）。

圖 26. 測量設(shè)置或視頻教程

二、測量要點(diǎn)

回路測量只能使用穩(wěn)定的轉(zhuǎn)換器進(jìn)行！ 事實(shí)上，如果系統(tǒng)不穩(wěn)定，交流信號會干擾我們的測量。 因此，在測量環(huán)路之前，我們可以設(shè)置一個(gè)帶寬非常低的補(bǔ)償器（例如，使用一個(gè)大的積分電容器）以確保穩(wěn)定性。 我們還可以增加軟啟動時(shí)間以避免過大的過沖，這可能會觸發(fā)過壓保護(hù)。

由于 PWM 模式（或 LLC 諧振轉(zhuǎn)換器中的頻率調(diào)制器）的采樣效應(yīng)，最大測量頻率應(yīng)始終低于開關(guān)頻率的一半。

全部安裝并運(yùn)行后，我們可以掃描頻率以測量環(huán)路幅度和相位響應(yīng)與頻率的關(guān)系，并獲得所需的開環(huán)傳遞函數(shù)圖。

對于快速方法，例如驗(yàn)證仿真結(jié)果，主要是相位和增益裕度標(biāo)準(zhǔn)，我們可以掃描頻率并僅在兩個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測量：

1. 當(dāng) Addition 和 Return 表現(xiàn)出相似的幅度時(shí)，我們處于交叉頻率并且開環(huán)增益為 1 或 0 dB。 此時(shí)，兩個(gè)信號之間的相移直接就是相位裕度。 事實(shí)上，當(dāng)我們測量開環(huán)傳遞函數(shù)的反面時(shí)，測量中已經(jīng)存在 180 度的相移。 這直接為我們提供了相位裕度。

2. 當(dāng)加法和返回同相（并且由于相反的開環(huán)測量而不是異相）時(shí)，我們可以通過測量加法與返回的比值來直接測量相位裕度（而不是開環(huán)的返回與加法） −循環(huán)傳遞函數(shù)）。 那時(shí) Return 應(yīng)該低于 Addition。 我們高于交叉頻率。

當(dāng)使用自動設(shè)備（如網(wǎng)絡(luò)分析儀）時(shí)，最好通過使用（12）測量 ε 上的返回來測量閉環(huán)。 他們使用等式 (9) 計(jì)算開環(huán)。 閉環(huán)測量的優(yōu)點(diǎn)是：低于交叉頻率，返回和 ε 信號具有相同的幅度。 兩個(gè)信號上的噪聲都較小，并且它們之間只有很小的相移。 最后，準(zhǔn)確性更好。如第三章所述。 D. 更多結(jié)果。 ，如果我們想優(yōu)化環(huán)路響應(yīng)，例如通過微調(diào)補(bǔ)償器，我們也可以直接測量其他傳遞函數(shù)，如設(shè)備。永遠(yuǎn)不要忘記將所有接地連接在一起。 否則，我們將測量接地之間的阻抗。 在這種情況下，測量結(jié)果類似于電容器阻抗曲線。