在何處連接頻率分析儀參考引線用於波德圖測量——第1部分
發布時間:2021-02-09 責任編輯:wenwei
【導讀】每當係統包含負反饋環路時,環路增益T成為衡量和優化穩定性、輸出調節和瞬態響應性能的一個重要性能參數。電壓注入是廣泛采用的測量T的方法。圖1所示為典型的電壓注入T測量設置。反饋路徑在VOUT和Rup之間切斷。插入幹擾電壓。所有信號都指向接地。

圖1:典型的T測量設置
等式1測量T為:
(1) 信號接收器A和B具有兩條引線,它們分別為信號A和B提供參考點。圖2所示為引線。

圖2:接收器A和B的探頭及其參考引線
多數情況下,這些引線接地,因此,它們被稱為GND引線。但是情況總是如此嗎?為了回答這個問題,我將演示使用LM4041-N(一個精密並聯電壓基準)的示例。圖3所示為LM4041-N的典型應用電路。

圖3:LM4041-N典型應用電路
LM4041-N將VO到FB引腳上的電壓保持在1.24V,如圖4所示。電阻分壓器設置輸出直流電壓。RS提供LM4041-N和負載的電流。

圖4:LM4041-N框圖
要從12V總線生成2.5V參考電壓,我使用了以下組件:
● R1 = 10kΩ.
● R2 = 10kΩ.
● RS = 10kΩ.
● Co = 0.22µF.
圖5所示為使用圖1所示設置的波特圖測量結果。結果並不像我預期的那樣對應於嚴格的直流調節。同時它也並未直接指示穩定性。

圖5:通過接地的參考引線的測量波德圖
我推導出指向接地的交流小信號模型。圖6所示為模型。

圖6:指向接地的小信號模型
憑借接地的參考引線,Vo和R1之間的斷點隻切斷反饋路徑的一部分。我檢查了LM4041-N框圖。增益級的正輸入從交流角度連接到Vo。通過將參考引線移至Vo,我現在可在R2和接地之間完全斷開反饋環路。在這個斷點,反向是調節器輸出,RS和Co並聯。R2是正向阻抗。對於大多數頻率,Co的阻抗遠小於R2。圖7所示為指向Vo的小信號模型。

圖7:指向輸出的小信號模型
圖8所示為使用圖7所示的設置的測量結果。

圖8:通過連接到Vo的參考引線測量波特圖
圖8所示的結果表明穩定性需要改進。我將輸出電容從0.22μF降低到47nF,並添加一個與R2並聯的相位提升電容,如圖9所示。

圖9:作為2.5V參考電壓的LM4041-N最終原理圖
圖10所示為通過減小Co和相位提升電容Cff所做的改進。隨著不斷變化,相位裕度從16度增加到45度。

圖10:具有不同Co和Cff的測量波特圖
您可使用LM4041-N顯(xian)示(shi)如(ru)何(he)找(zhao)到(dao)一(yi)個(ge)點(dian)來(lai)連(lian)接(jie)用(yong)於(yu)波(bo)特(te)圖(tu)測(ce)量(liang)的(de)頻(pin)率(lv)分(fen)析(xi)儀(yi)的(de)參(can)考(kao)引(yin)線(xian)。首(shou)先(xian),開(kai)發(fa)交(jiao)流(liu)小(xiao)信(xin)號(hao)模(mo)型(xing)。然(ran)後(hou),確(que)定(ding)參(can)考(kao)點(dian),以(yi)便(bian)您(nin)可(ke)找(zhao)到(dao)一(yi)個(ge)斷(duan)點(dian),以(yi)滿(man)足(zu)這(zhe)兩(liang)個(ge)要(yao)求(qiu):
● 所有反饋路徑在斷點處切斷。
● 反向斷點的阻抗遠小於正向阻抗。
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