【ZDS示波器高级分析功能】环路测试

ZLG致远电子在ZDS4000、3000系列示波器中免费搭载环路测试功能。相较于几十万的专业环路分析仪器，ZDS示波器可以在实现精确测量的基础上，大幅降低用户成本，提供环路测试新思路。

测试界面

测试界面如图1所示，在扫频测试中示波器可以自动绘制相位、增益随频率变化的伯德图。测试完成以后，还可将测试结果保存到存储通道中，方便与其它波形进行对比。



图1  测试截图

主要特点

• 支持扫频测试模式和单点测试模式；

• 支持多种测量选项：增益-相位（FRA）、阻抗-相位；

• 支持正向和反向放大器，相位范围可选[-180°~180° ]和[-360°~0° ]；

• 支持开启硬件滤波，支持低通滤波和带通滤波；

• 支持光标测量，自动 PM/GM 测量；

• 支持相位校准，以及校准参数的导入导出；

• 扫频模式的频率范围可选从 10Hz 到 30MHz；

• 扫频模式的每种测量方式支持存储 8 个暂存波形，并且自动存储；

• 所有存储波形支持重命名、设置描述信息、显示隐藏、相位校准、查看数据、指定 存储通道波形数据的导入导出，清除指定存储通道波形的数据，同时可指定显示某个存储通道的波形或显示、隐藏所有存储通道波形；

• 测试结果数据的导出，导出的数据类型支持 html 和 CSV。

操作步骤

测试需要使用致远电子环路测试配套的信号发生模块与波器相连，通过示波器控制信号发生模块配合生成需要的频率信号。另外还需要使用一个隔离变压器来隔离这个交流干扰信号，从而不产生任何的直流偏置。将信号添加到注入电阻两端后使用示波器测量注入端与输出端。接线图如图2所示。



图2  设备接线

点击【参数设置】按钮，会弹出参数设置窗口，旋转旋钮A可选择参数，短按旋钮A后可进行参数修改，其中包括【参数设置】、【滤波设置】和【同步设置】。配置界面如图3所示。



图3  参数配置界面

设置完成以后则可以启动环路功能的运行。环路功能的运行可以点击菜单的【运行/停止】按钮，或者直接按示波器面板上的【RUN/STOP】按键。



图4  测试过程

当前测试的数据，以及 8 个存储通道的数据，都可以在【数据报表】菜单中，通过表格浏览所有的测试数据，以及对数据进行html和csv类型的报表导出。只有存储有数据的通道，才可被选择，从而进行导出操作。如图5所示

 

图5  报表导出

导出的html文件如下图所示：

• 寻找干扰信号注入点

在电压反馈型的开关电源电路中，测试信号注入点为反馈回路的取样点与输出电压点之间。要辨别采样点比较简单，只需观察反馈电压由输出电压的哪条支路分压得到即可。

注入电阻可选择5 到100 欧的电阻，这种电阻在反馈电路中影响不大，推荐在系统设计时就提前预留此电阻。

• 注入信号幅度调节

注入信号的幅度经验值可设为输出电压的 5%。如果幅度不能过小，示波器可能无法识别；过大则可能使系统出现非线性导致测量失真。另外环路分析功能还具备分段幅值的设置功能。

• 扫描频率范围设定

由于系统的穿越频率大致为开关频率的1/20到1/5左右，因此扫频范围应设在穿越频率附近的范围，在这个范围内，一般可以找到环路的穿越频率点。此处留意环路系统穿越频率不能过低，否则环路无法响应高频的负载波动，从而引起输出电压的噪声。

• 测试探头的使用

由于注入信号幅度微弱，推荐选用 1X 衰减的探头测试。若使用 10X，则信号衰减后很容易被噪声淹没。在接地时也尽量使用接地弹簧，而不是接地夹子。

• PM/GM 显示值

环路扫频结束后会计算PM和GM值，GM值是当相位曲线第一次穿越0°时的频率点，0db与该频率点的增益测量值的差值，即GM=0db-增益测量值@相位第一次穿越 0°的频点，因此正常情况下该频点的增益测量值为负值，GM 值为正值。而PM值为增益曲线第一次穿越0db的频点对应的相位测量值与0°的差值，如果该频点之前相位曲线存在 360°的翻转，则PM值会在0db频点的相位测量值的基础上加上翻转相位值。

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