Control Loop Analysis

Power supply design engineers need to ensure the stability of the closed loop response system of their Power supply designs to ensure the designs have sufficient margins to handle different load conditions before the feedback loop reaches the unstable state.

Designers need to change the connection of their setup from one test equipment to other and this is innovatively addressed by the Tektronix MSO5/6 series oscilloscope with built-in AFG and FRA suite in the 5/6-PWR Automated Power measurement and Analysis software. The Control Loop Analysis Kit combines powerful software and hardware that enables the most accurate characterization and optimizes your Power Supply designs.

Characterize:

  • Stability of the closed loop circuit with the measurement of Control Loop Response (BODE plot) with Gain Margin and Phase Margin measurements.
  • The performance of AC-DC and DC-DC converters with Power Supply Rejection Ration (PSRR) measurement.

Buy/Quote

FRA-KIT

消除對於多重測試設置的需求

bode_gain_phase_graph

典型的波德 (BODE) 圖會繪製頻率的相位和增益值,並計算 PM 和 GM。

rejectionratio_vs_frequency

直流-直流轉換器的典型互斥比與頻率圖。

電源設計團隊需要確保其閉環電路在變化的負載條件下,能在穩定區域中運作。為了量測電源系統的頻率響應,必須將已知訊號注入回饋迴路。在此量測中會使用 5/6 系列中的任意/函數產生器 (AFG) 選項,在指定的頻率範圍內產生正弦波。此外,還可使用外部產生器 (支援 Tektronix AFG31000 系列函數產生器)。使用小型 (5-10Ω) 注入電阻將來自 AFG 的激發訊號注入其回饋迴路,就不會對設計造成負載。

在寬頻上具有平坦響應的注入轉換器會跨越注入電阻連接,並將接地訊號源與電源供應器隔離。Picotest J2101A 注入轉換器的頻率範圍為 10Hz-45MHz,與 5/6 系列 MSO 的函數產生器選項非常吻合。建議使用低電容、低衰減的被動式探棒 (例如 TPP0502) 進行 LDO 電壓量測。這可在 6 系列 MSO 上進行 500 µV/div 的垂直靈敏度量測,以及在 5 系列 MSO 上進行 1 mV/div 的垂直靈敏度量測。

透過軟體獲得更多可見性

2-blade-for-software

為簡化多重測試設置的複雜性,Tektronix 建立了可在用於自動電源量測的同一示波器上執行的軟體,而能夠進行控制迴路和 PSRR 量測。這種簡化的解決方案讓設計團隊能夠更快速有效地設計、證實、驗證及測試其設計,從而簡化使用方式並縮短上市時間。

示波器功率分析軟體中的 FRA 功能可確保自動執行測試,進而大幅減少人為錯誤,還可確保可重複性,最終透過一種以示波器為基礎的解決方案,協助設計人員滿足其大部分的量測需求。

PowerSol2 系統中有什麼?

Tek-Control-Loop-Analysis_SBG-new
  1. 5 系列 MSO 示波器 / 6 系列 MSO 示波器 - 具有內建函數產生器的高解析度 (12 位元) 示波器。
  2. 5/6-PWR 軟體 – 用於控制迴路響應的準確且可重複的自動電源量測 (波德圖) - 計算增益和相位餘裕量測、PSRR 和阻抗量測。
  3. 兩個 TPP0502 – Tektronix 的高頻寬通用型探棒,能提供同級產品中前所未有的突破性規格。採用適合用於 FRA 量測建議的 TPP0502 探棒。這些探棒利用其低輸入電容,減輕了電路的負載,這在我們處理極低電壓位準時可能會嚴重影響量測準確度。我們可預期更好的量測準確度,因為建議的探棒不會改變訊號,否則可能會大幅影響結果。
  4. 推薦的 Picotest 配件:對於波德圖量測,我們建議使用 Picotest J2100A (1Hz-5MHz) 或 J2101A (10Hz-45MHz) (視您的頻寬需求而定)。對於 PSRR 量測,我們建議將 Picotest J2120A 用於 PSRR。