電源控制環(huán)路響應測量伯德圖是羅德與施瓦茨示波器擁有的強大功能。工程師為確保電壓穩(wěn)壓器和開關電源（例如多相降壓變換器）的穩(wěn)定性，必須測量和測試控制環(huán)路特性。進行適當補償的電壓控制器可實現穩(wěn)定的輸出電壓，并降低負載變化和電源電壓變動的影響?？刂齐娐返馁|量決定整個直流-直流開關電源的穩(wěn)定性和動態(tài)響應。

一、開關電源的伯德圖測試方案

       使用 R&S®MXOx-K36 頻率響應分析（伯德圖）選件輕松快速地在示波器上進行低頻響應分析。測定多種電子設備的頻率響應，包括無源濾波器和放大器電路。測量開關電源的控制環(huán)路響應和電源抑制比。R&S®MXOx-K36 頻率響應分析（伯德圖）選件使用示波器的內置波形發(fā)生器生成 10 mHz至 100 MHz的激勵信號。通過測量每個測試頻率下被測設備信號輸入和輸出之比，示波器伯德圖會以對數方式顯示增益，以線性方式顯示相位。

       R&S®MXOx-K36 頻率響應分析（伯德圖）選件可快速確定開關電源或線性穩(wěn)壓器的增益和相位裕量。這些測量有助于確定控制環(huán)路穩(wěn)定性。R&S®MXOx-K36 頻率響應分析（伯德圖）選件可顯示對操作條件變化（例如電源電壓變動或負載電流變化）的系統(tǒng)響應。                                  

二、測量設置

       電源控制環(huán)路對比參考電壓 (Vref) 和反饋電壓 (Vfeedback)，并生成負反饋以確保穩(wěn)定的輸出電壓。

       控制環(huán)路響應測試需要在頻帶中將誤差信號注入控制環(huán)路的反饋路徑。要注入誤差信號，必須在反饋環(huán)路中插入一個小型電阻。如下圖“選擇正確的注入點"所示，與 R1 和 R2 串聯阻抗相比，5 Ω注入電阻微不足道。部分用戶會選擇始終采用這種低值注入電阻 (Rinjection) 進行測試。注入變壓器（如儀鼎 J2100A）可隔離交流失真信號，并消除任何直流偏置。

選擇正確的注入點

（一）注入點和探測

         為測量電壓反饋環(huán)路的環(huán)路增益，需要在適當的位置點斷開環(huán)路。在這個位置點注入失真信號。失真信號將分布在環(huán)路中。注入的失真信號將被放大或出現衰減和相移，具體取決于環(huán)路增益。對于 R&S®MXOx-K36 選件，示波器的發(fā)生器可生成失真信號。示波器可測量環(huán)路的傳遞函數。

        為確保環(huán)路增益測量值與實際值相等，需要選擇合適的位置點：

1、尋找環(huán)路被限制到單一路徑的位置點，確保沒有并行信號流。

2、確保環(huán)路方向的阻抗遠大于此位置點的向后阻抗。向后阻抗與變換器的輸出阻抗相等，僅為幾毫歐。環(huán)路方向的阻抗源自補償器和分壓器，為幾千歐。

     準確的控制環(huán)路響應特性測量取決于良好的探測操作。在部分測試頻率下，Vin和 Vout的峰-峰幅度會非常小。這些數值會被掩蓋在示波器的噪聲基底和/或被測設備的開關噪聲中。因此，提高測量信噪比將大幅改善頻率響應測量的動態(tài)范圍。大多數示波器通常會配備噪聲較大的 10:1 無源探頭。使用低噪聲 1:1 無源探頭將降低測量噪聲，并提高信噪比。在此應用中，羅德與施瓦茨推薦使用具有 38 MHz帶寬的 R&S®RT-ZP1X 1:1 無源探頭。

       減少探頭的接地長度可以盡量減少感應接地環(huán)路。探頭的標配接地引線有時會起到天線作用，放大無用的開關噪聲。確定 Vin 和 Vout 測試點周圍的接地端子。

       使用 R&S®RT-ZP1X 探頭的接地彈簧縮短接地。這將為測量提供理想的低噪聲接地。

使用接地彈簧將為電源抑制比測量提供高信噪比

（二）設備設置

          將示波器連接到被測電路后，開始測量：

1、將起始頻率和終止頻率設置為 10 mHz至 100 MHz，并確定發(fā)生器輸出電平。

2、設置十倍程頻率點以提高和調整采集分辨率。示波器每十倍程至多可采集 500 個頻率點。

3、設置發(fā)生器輸出的幅度分布（高 100 步長），以抑制被測電路的噪聲特性。

按“運行"(Run) 以開始測量。測量結果顯示為相對于頻率的增益/相位圖。在感興趣的頻率點處設置標記。

直流-直流開關電源的穩(wěn)定性測量（藍色跡線：增益；紅色跡線：相位）。

右表顯示了幅度分布、標記和裕量測量結果。

（三）測量結果

          伯德圖代表電路的傳遞函數，顯示與輸入頻率相關的幅度行為（以 dB 為單位）和相位特性（以度為單位），有助于驗證系統(tǒng)穩(wěn)定性。用戶可以直接在圖中跡線上的所需位置設置標記，并使用圖例顯示標記坐標。為確定交叉頻率，將一個標記設置為 0 dB，將另一個標記設置為 –180° 相移?，F在可以輕松確定相位和增益裕量。

         測量結果表格包含每個測量點的詳細信息（頻率、增益和相移）。使用標記時，結果表格中的相關行將高亮顯示?？蓪⑵聊唤貓D和/或表格結果快速保存至 USB 設備以生成報告。

         目前，工程師主要使用示波器來測試與測量電源設計。R&S®MXOx-K36 頻率響應分析（伯德圖）選件價格合理，可代替低頻網絡分析儀或專用的獨立式頻率分析儀。