在伯德图功能设置菜单中运行状态键初始显示其功能为“启动”,按运行状态键,弹出Bode Wave窗口开始绘制伯德图
(5)、查看伯德图测量结果
伯德图绘制完成后,可在Bode Wave窗口中查看伯德图,如图
(6)、保存伯德图文件
将环路分析的测试结果按照指定的文件名和文件类型进行保存
操作要点
●干扰信号注入位置的选择
我们利用反馈来注入干扰信号。一般情况下,在电压反馈型的开关电源电路中,选择将注入电阻放在输出电压点和反馈回路的分压电阻之间。在电流反馈型的开关电源电路中,将注入电阻放在反馈电路之后即可。
●注入电阻的选择
注入电阻不应该影响系统原有的稳定性,由于分压电路的电阻一般在kΩ 级别以上,所以选择一个5Ω-10Ω之间的注入电阻较为合适。
●注入干扰信号电压幅值的选择
一般情况下注入信号的幅度可以从输出电压的1/20至1/5开始,进行试探。
如果注入信号电压过大会使开关电源成为非线性电路,导致测量失真。如果在低频段注入信号电压过小,会造成低信噪比,干扰较大。通常我们设置在注入信号频率较低时采用较高的电压幅值,在注入信号频率较高时采用较低的电压幅值,通过在注入信号的不同频段选择不同的电压幅值获得较为准确的测量结果。MSO5000系列数字示波器支持输出频率可变的扫频信号,请参考Step2设置扫频信号中的幅值可变功能键。
●注入干扰信号频率段的选择
注入信号的扫频范围应在穿越频率附近,这样便于在生成的伯德图中观察相位裕度和增益裕度。一般情况下,系统的穿越频率在开关频率的1/20至1/5之间,可以在这个频率范围内选择注入信号的频率段。
●探头接地注意
由于导线存在电感,探头标配的接地线会像天线一样吸收开关噪声,导致测试的输出信号被噪声淹没。所以应该尽可能缩短探头的接地线,您可以使用接地弹簧,或者设计时在PCB板上预留探头接口。
经验值
开关电源是一种典型的反馈控制系统,其有响应速度和稳定性两个重要的指标。响应速度就是当负载变化或者输入电压变化时,电源能迅速做出调整的速度。稳定性就是对输入的不同频率的干扰信号的抑制能力。
当系统的相位裕度越大时,系统的反应速度越慢;相位裕度越小时,系统的稳定性越差。同样穿越频率过高则影响稳定性,过低则响应速度慢。
为了在响应速度和稳定性做平衡,一般有如下经验值要求:
● 穿越频率建议为开关频率的1/20~1/5
● 相位裕度应大于45°,建议在45°~80°之间
●增益裕度建议大于10dB
总结
由RIGOL生产的MSO5000系列数字示波器通过控制内置的信号发生模块,产生指定频率范围内的扫频信号,注入到开关电源电路进行环路分析测试。通过测试生成的伯德图可以直观展现在不同频率下系统的增益大小和相位变化,并标识出相位裕度、增益裕度和穿越频率等重要参数。伯德图功能操作简单,为工程师分析电路系统的稳定性提供便利手段。
目前支持伯德图功能的RIGOL示波器如下
升级方式
1、通过LAN接口将示波器连接至网络后(如有权限限制,请开通相应的网络权限),对系统软件进行在线升级:
● 使用触摸屏功能,点击屏幕左下角的功能导航图标 ,打开功能导航;
● 点击“帮助”图标,屏幕弹出“帮助”菜单;
● 按在线升级键或点击“在线升级”菜单项,屏幕弹出是否同意服务条款提示。点击“同意”,则屏幕弹出是否进行在线升级提示;点击“是”,则开始进行在线升级;点击“否”,取消在线升级。
2、本地升级,将最新版本固件下载到本地进行升级。