環(huán)路測(cè)試是一種用于評(píng)估電子系統(tǒng)(如開關(guān)電源)穩(wěn)定性和性能的重要測(cè)試方法。在環(huán)路測(cè)試中,正確的接線方法是確保測(cè)試準(zhǔn)確性和可靠性的關(guān)鍵。
一、環(huán)路測(cè)試的基本概念
環(huán)路測(cè)試是通過(guò)給被測(cè)系統(tǒng)(如開關(guān)電源的控制環(huán)路)注入一個(gè)擾動(dòng)信號(hào)(通常是頻率變化的正弦波信號(hào)),并觀察系統(tǒng)的響應(yīng)來(lái)評(píng)估其穩(wěn)定性和性能的測(cè)試方法。該測(cè)試方法主要用于驗(yàn)證系統(tǒng)在各種工作條件下的輸出電壓和電流是否滿足要求,以及系統(tǒng)是否能夠有效地抑制外部干擾和內(nèi)部噪聲。
二、環(huán)路測(cè)試的接線方法
環(huán)路測(cè)試的接線方法主要取決于被測(cè)系統(tǒng)的具體類型和測(cè)試需求。以下是一些常見的接線方法及其原因:
1. 基本接線方法
(1)注入信號(hào)接線
- 方法 :將信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的擾動(dòng)信號(hào)通過(guò)隔離變壓器注入到被測(cè)系統(tǒng)的控制環(huán)路中。通常,這個(gè)注入點(diǎn)位于控制環(huán)路的反饋路徑上,如通過(guò)R1和R2的電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)。
- 原因 :隔離變壓器用于隔離交流干擾信號(hào),防止其對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生直流偏置。同時(shí),通過(guò)電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)注入信號(hào)可以確保信號(hào)以適當(dāng)?shù)谋壤M(jìn)入控制環(huán)路,從而模擬實(shí)際工況下的擾動(dòng)。
(2)測(cè)量信號(hào)接線
- 方法 :將示波器的探頭連接到被測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)上,以捕獲系統(tǒng)的響應(yīng)信號(hào)。這些節(jié)點(diǎn)可能包括輸出電壓、輸出電流、反饋電壓等。
- 原因 :示波器能夠?qū)崟r(shí)顯示信號(hào)的波形和參數(shù),如幅值、相位、頻率等,從而幫助分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能。
2. 高級(jí)接線方法
(1)雙絞線或同軸電纜
- 方法 :在需要更高信號(hào)完整性和抗干擾能力的場(chǎng)合,可以使用雙絞線或同軸電纜來(lái)連接測(cè)試設(shè)備和被測(cè)系統(tǒng)。
- 原因 :雙絞線通過(guò)絞合的方式將相鄰的導(dǎo)線產(chǎn)生的噪聲相互抵消,從而降低電磁干擾。同軸電纜則通過(guò)其外層導(dǎo)體屏蔽內(nèi)部信號(hào),防止外部電磁場(chǎng)對(duì)信號(hào)的干擾。這些接線方法能夠顯著提高測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。
(2)地線處理
- 方法 :在接線過(guò)程中,應(yīng)特別注意地線的處理。確保所有地線都連接良好且盡量短,以減少地線電阻和電感對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。同時(shí),應(yīng)避免形成地線環(huán)路,以防止地線環(huán)路中產(chǎn)生的噪聲對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生干擾。
- 原因 :地線在電路中起著至關(guān)重要的作用,它不僅是電流的回路,還是電磁屏蔽的重要組成部分。地線處理不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致信號(hào)失真、噪聲增加等問(wèn)題,從而嚴(yán)重影響測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。
怎么測(cè)環(huán)路響應(yīng)
開關(guān)電源實(shí)際上是一個(gè)包含了負(fù)反饋控制環(huán)路的放大器,會(huì)放大交流信號(hào)并對(duì)負(fù)載變化作出反饋?lái)憫?yīng)。為了完成控制環(huán)路響應(yīng)測(cè)試,需要把一個(gè)擾動(dòng)信號(hào)注入到控制環(huán)路的反饋路徑中。整個(gè)測(cè)試工作就分為了三個(gè)重點(diǎn)部分:擾動(dòng)信號(hào)、信號(hào)注入、信號(hào)測(cè)試
擾動(dòng)信號(hào): 通常是指幅度和頻率變化的正弦波信號(hào),由測(cè)量設(shè)備中的信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生。同時(shí)為了不產(chǎn)生任何的直流偏置,需要通過(guò)隔離變壓器給反饋環(huán)路注入擾動(dòng)信號(hào)
信號(hào)注入 :反饋路徑就是電阻RFBT和RFBB組成的電阻分壓網(wǎng)絡(luò),但是擾動(dòng)信號(hào)不能直接加在反饋電阻上,需要把一個(gè)阻值很小的注入電阻插入到反饋環(huán)路中,才能注入擾動(dòng)信號(hào),即上圖中電阻RING。
注意插入電阻的位置為輸出Vout到上反饋電阻RFBT之間
信號(hào)測(cè)試: 信號(hào)的測(cè)量點(diǎn)也是選取在注入電阻的兩端,兩路探頭同時(shí)測(cè)量激勵(lì)和響應(yīng)幅度,計(jì)算增益,以及激勵(lì)和響應(yīng)之間的相位延遲,從而得到我們想要的BODE圖。
三、接線方法的選擇原則
在選擇環(huán)路測(cè)試的接線方法時(shí),應(yīng)遵循以下原則:
- 匹配性原則 :接線方法應(yīng)與被測(cè)系統(tǒng)的類型和測(cè)試需求相匹配。例如,對(duì)于高頻信號(hào)和需要高抗干擾能力的場(chǎng)合,應(yīng)選擇雙絞線或同軸電纜等高級(jí)接線方法。
- 簡(jiǎn)便性原則 :在保證測(cè)試準(zhǔn)確性的前提下,應(yīng)盡量選擇簡(jiǎn)便易行的接線方法。這不僅可以提高工作效率,還可以降低測(cè)試成本和復(fù)雜度。
- 安全性原則 :在接線過(guò)程中,應(yīng)始終關(guān)注安全問(wèn)題。確保所有設(shè)備都接地良好且符合安全規(guī)范,避免觸電和火災(zāi)等安全事故的發(fā)生。
四、接線方法的影響分析
不同的接線方法對(duì)環(huán)路測(cè)試結(jié)果的影響主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
- 信號(hào)完整性 :接線方法直接影響信號(hào)的完整性和準(zhǔn)確性。錯(cuò)誤的接線方法可能導(dǎo)致信號(hào)失真、噪聲增加等問(wèn)題,從而影響測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。
- 電磁干擾 :不當(dāng)?shù)慕泳€方法可能增加電磁干擾的風(fēng)險(xiǎn)。例如,使用分散的連接方式可能形成較大的環(huán)路面積,從而增加環(huán)路中的噪聲電壓。而使用雙絞線或同軸電纜等高級(jí)接線方法則可以有效降低電磁干擾的影響。
- 測(cè)試效率 :簡(jiǎn)便易行的接線方法可以提高測(cè)試效率。相反,復(fù)雜的接線方法可能增加測(cè)試難度和耗時(shí),從而降低測(cè)試效率。
五、結(jié)論
環(huán)路測(cè)試的接線方法是確保測(cè)試準(zhǔn)確性和可靠性的關(guān)鍵。在選擇接線方法時(shí),應(yīng)根據(jù)被測(cè)系統(tǒng)的類型和測(cè)試需求進(jìn)行選擇,并遵循匹配性、簡(jiǎn)便性和安全性等原則。同時(shí),應(yīng)關(guān)注接線方法對(duì)信號(hào)完整性、電磁干擾和測(cè)試效率等方面的影響,以確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。
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