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在何處連接頻率分析儀參考引線用于波德圖測量

星星科技指導(dǎo)員 ? 來源:TI ? 作者:TI ? 2023-04-10 09:53 ? 次閱讀

每當(dāng)系統(tǒng)包含負(fù)反饋環(huán)路時(shí),環(huán)路增益T成為衡量和優(yōu)化穩(wěn)定性、輸出調(diào)節(jié)和瞬態(tài)響應(yīng)性能的一個(gè)重要性能參數(shù)。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(shè)置。反饋路徑在VOUT和Rup之間切斷。插入干擾電壓。所有信號都指向接地。

poYBAGQza_SAYcU0AABoE0Mqs_w537.png

圖1:典型的T測量設(shè)置

等式1測量T為:

pYYBAGQza_WAVsxwAAAIn9AEfBU585.png

(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(diǎn)。圖2所示為引線。

pYYBAGQza_aACFNbAACwyGZPRU0274.jpg

圖2:接收器A和B的探頭及其參考引線

多數(shù)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(gè)問題,我將演示使用LM4041-N(一個(gè)精密并聯(lián)電壓基準(zhǔn))的示例。圖3所示為LM4041-N的典型應(yīng)用電路。

pYYBAGQza_eAJN0qAAB69yCkGj4870.png

圖3:LM4041-N典型應(yīng)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(shè)置輸出直流電壓。RS提供LM4041-N和負(fù)載的電流

poYBAGQza_mAccT3AABa0aC9gQw961.jpg

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 = 10k?.

R2 = 10k?.

RS= 10k?.

Co = 0.22μF.

圖5所示為使用圖1所示設(shè)置的波特圖測量結(jié)果。結(jié)果并不像我預(yù)期的那樣對應(yīng)于嚴(yán)格的直流調(diào)節(jié)。同時(shí)它也并未直接指示穩(wěn)定性。

pYYBAGQza_qAZxyrAADUGbKEXlQ102.png

圖5:通過接地的參考引線的測量波德圖

我推導(dǎo)出指向接地的交流小信號模型。圖6所示為模型。

poYBAGQza_uAbIkFAACVFfg7_p0499.png

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(diǎn)只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(xiàn)在可在R2和接地之間完全斷開反饋環(huán)路。在這個(gè)斷點(diǎn),反向是調(diào)節(jié)器輸出,RS和Co并聯(lián)。R2是正向阻抗。對于大多數(shù)頻率,Co的阻抗遠(yuǎn)小于R2。圖7所示為指向Vo的小信號模型。

poYBAGQza_yAJhqqAACBegPEQ1I664.png

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(shè)置的測量結(jié)果。

pYYBAGQza_2AQ7JZAADq9Yk_BtA532.png

圖8:通過連接到Vo的參考引線測量波特圖

圖8所示的結(jié)果表明穩(wěn)定性需要改進(jìn)。我將輸出電容從0.22μF降低到47nF,并添加一個(gè)與R2并聯(lián)的相位提升電容,如圖9所示。

pYYBAGQza_6APf9NAAByV-XRDoo905.jpg

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(jìn)。隨著不斷變化,相位裕度從16度增加到45度。

pYYBAGQza_-APWzWAAFMeKh4EqU264.png

圖10:具有不同Co和Cff的測量波特圖

您可使用LM4041-N顯示如何找到一個(gè)點(diǎn)來連接用于波特圖測量的頻率分析儀的參考引線。首先,開發(fā)交流小信號模型。然后,確定參考點(diǎn),以便您可找到一個(gè)斷點(diǎn),以滿足這兩個(gè)要求:

所有反饋路徑在斷點(diǎn)處切斷。

反向斷點(diǎn)的阻抗遠(yuǎn)小于正向阻抗。

審核編輯:郭婷

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