使用示波器的波特图功能Bode Plot测量电源环路响应

 

 

一、被测件案例: Picotest VRTS v1.51

图1 Picotest VRTS v1.51

 

Picotest的VRTS v1.51是一款稳压电源测试板，上面的电路是用TL431和分立晶体管所搭建的线性电源，上面有一个开关可以切换输出电容来获得不同的环路响应。

图2 Picotest VRTS v1.51原理图

 

二、测试设备

示波器: Siglent SDS6104 H12 Pro
信号源: Siglent SAG1021I任意波形发生模块或任意波形发生器
电源: Siglent SPD3303X
探头: Siglent PP215 1X

三、测试设备与被测件连接方法

测试VRTS v1.51上的电源环路响应时，TP3和TP4是注入点。

接线的方法如图 3和图 4所示。

信号源SAG1021I通过USB接到示波器上，输出端夹子与注入电阻并联，这样信号注入到环路的同时，环路的直流工作点也不会被信号源和被测件的接地问题所影响。

TP3和TP4同时也要接到示波器上，其中TP3在Bode Plot Ⅱ中定义为DUT Output，TP4定义为DUT Input。

 

图 3 接线图

图 4 接线示例

四、示波器设置

介绍完成本次测量所需的关键设置，关于Bode Plot 完整的使用说明，请参考相关的用户指南和快速指南。
在进入Bode Plot 软件之前，建议先把要用到的示波器通道设置为20 MHz带宽限制。本次测量的频率范围是10 Hz到100 kHz，这于一个预期的穿越频率在10 kHz左右的电路来说足够了。
在Bode Plot 的主菜单按【配置信息】进入配置菜单，编辑配置信息。

进行通道设置，将DUT输入和DUT输出设置到相应的通道上，设置好DUT输入为C1，DUT输出为C2。

测试与SAG1021I的连接是否成功：

将扫描类型设置为可变幅度，设置扫描参数。将频率模式设置为对数，在配置文件编辑里面建立5个结点，分别是10Hz，100Hz，1KHz，10KHz，100KHz，对应的幅度分别为1.9V，1.9V，80mV，80mV，1V，如下图所示，将点数/十倍频设置为40。

图 5 Bode Plot 设置

五、测试结果和数据分析

完成设置后，点击运行开始扫描，最终的扫描结果如图 6所示。

图 6可变幅度测量结果

扫描完成后，再次点击【运行】可以停止扫描，点击【数据】进入【数据列表】菜单，打开【数据列表】，点滚动（或者直接在触摸屏操作），可以使用万能旋钮调节下标进行相位裕度测量。

图 7 数据列表显示

你还可以把数据导出到U盘上以便在其他设备上分析。
Tip：当增益曲线或者相频曲线不光滑的时候，有可能是注入电压过大或者不足导致C1/C2的波形失真，或者C1/C2电压过小导致示波器检测不出来，此时可以退出波特图看该异常频点的C1和C2的表现是否可以很好地在屏幕中看到清晰的迹线来判断。如果C1和C2的迹线不能很好地显示在屏幕上，可以根据自己需求来修改不同频段中，SAG1021I的输出幅度。

鼎阳科技提供的波特图解决方案，配合SAG1021I或任意波形发生器，可以用于电源控制环路响应的测量，以经济的价格获得理想的测试效果。