Измерение коэффициента подавления нестабильности питания
С помощью осциллографа Rohde & Schwarz
Измерительная задача
Измерение коэффициента подавления нестабильности питания (PSRR) требуется при разработке современных источников питания, в которых используются многофазные понижающие преобразователи. Коэффициент PSRR служит важной характеристикой устойчивости на выходе источника питания и помогает определить, в какой степени колебания входного напряжения влияют на стабильность выходного напряжения.
Решение компании Rohde & Schwarz
Быстрый и удобный анализ низкочастотных характеристик проводится на осциллографе с помощью опции анализа частотных характеристик R&S®MXO-K36 (диаграмма Боде). Таким образом определяются частотные характеристики разнообразных электронных устройств, включая пассивные фильтры и контуры усиления. Для импульсных источников питания измеряются АЧХ контура управления и коэффициент подавления нестабильности питания. Опция R&S®MXO-K36 использует встроенный в осциллограф генератор сигналов входного воздействия в диапазоне от 10 мГц до 100 МГц. Путем измерения соотношения сигнала входного воздействия и выходного сигнала испытуемого устройства на каждой испытательной частоте осциллограф строит графики изменения коэффициента усиления и линейности фазы в логарифмическом масштабе.
Опция R&S®MXO-K36 позволяет измерять коэффициент подавления нестабильности питания и определять передаточную функцию системы регулятора напряжения относительно регулируемого выходного сигнала.
Измерительная установка для оценки PSRR
Измерительная установка для оценки PSRR
Измерительная установка
Для анализа коэффициента PSRR на напряжение питания накладывается синусоидальная пульсация, а затем измеряется усиление между входом и выходом регулятора напряжения как зависимость пульсирующего напряжения от частоты.
Линейный вольтодобавочный трансформатор (например, Picotest J2120A) обеспечивает изоляцию добавляемого сигнала и предотвращает смещение по постоянному току.
Использование заземляющей пружины дает возможность подобрать наилучшее соотношение сигнал/шум для измерения коэффициента подавления нестабильности питания
Использование заземляющей пружины дает возможность подобрать наилучшее соотношение сигнал/шум для измерения коэффициента подавления нестабильности питания
Зондирование
Для точного измерения коэффициента подавления нестабильности питания важно правильно подобрать пробники. Размах амплитуды выходного напряжения может быть очень небольшим при высоком коэффициенте подавления нестабильности для испытуемого преобразователя постоянного тока. Здесь необходимы пробники с увеличенным динамическим диапазоном.
Большинство осциллографов обычно поставляется с пассивными пробниками с ослаблением 10:1, однако применение пассивных пробников с ослаблением 1:1 к выходному сигналу улучшает динамический диапазон и существенно снижает уровень собственных шумов в измерительной системе. Компания Rohde & Schwarz рекомендует использовать пассивные пробники R&S®RT-ZP1X с ослаблением 1:1 и полосой пропускания 38 МГц.
Уменьшение длины заземляющего провода пробника сводит к минимуму индуктивность контура заземления. Стандартный заземляющий провод пробника иногда действует как антенна и усиливает нежелательные коммутационные помехи. Если штырь заземления находится рядом с контрольными точками входного и выходного напряжения, следует использовать короткий заземляющий провод. Заземляющая пружина в пробнике R&S®RT-ZP1X позволяет уменьшить длину заземляющего провода и обеспечивает заземление с низким уровнем шума для проведения измерений.
Настройка устройства
После подключения осциллографа к испытуемому устройству можно легко приступить к измерению:
- Установите начальную и конечную частоты между 10 мГц и 100 МГц и определите уровень выходного сигнала генератора.
- Задайте количество точек на декаду для улучшения и изменения разрешения собираемых данных. Осциллограф поддерживает до 500 точек на декаду.
- Определите профиль амплитуды выходного сигнала генератора (до 100 ступеней) для подавления шумов испытуемого устройства.
- Нажмите Run (Запуск) для начала измерения. Результаты измерения отображаются на графике зависимости коэффициента усиления от частоты. Установите маркеры на интересующую точку.
Измерение PSRR с помощью программной опции анализа частотных характеристик R&S®MXO-K36
Измерение PSRR с помощью программной опции анализа частотных характеристик R&S®MXO-K36
Результаты измерений
На графике отображается передаточная функция системы регулятора напряжения как зависимость коэффициента усиления от частоты для добавленного пульсирующего напряжения. Дополнительные функции помогают подробно анализировать коэффициент подавления нестабильности питания, а с помощью перемещаемых маркеров в конкретных позициях можно отслеживать измеренную кривую.
Координаты маркеров отображаются в таблице.
В таблице результатов измерений содержатся подробные данные о каждой измеренной точке (частота и коэффициент усиления). При использовании маркеров выделяется соответствующая строка таблицы результатов.
Заключение
В арсенале инженеров-разработчиков осциллографы являются главными инструментами для проведения испытаний и определения характеристик источников питания, например с многофазными понижающими преобразователями. Опция анализа частотных характеристик R&S®MXO-K36 (диаграмма Боде) идеально подходит для анализа таких параметров, как коэффициент подавления нестабильности питания.
