Misura del rapporto di reiezione dell'alimentazione (PSRR)

Attività da eseguire

I progettisti di alimentatori spesso devono affrontare la sfida di misurare il rapporto di reiezione dell'alimentazione o rapporto di reiezione della tensione di ondulazione residua (PSRR) dei loro sistemi. Il PSRR è un parametro importante per indicare la stabilità di uscita di un alimentatore. Fornisce un'indicazione sulla sensibilità alle variazioni della tensione di ingresso della stabilità della tensione di uscita.

Soluzione Rohde & Schwarz

Analizzare, in modo semplice e rapido, la risposta in bassa frequenza del circuito di regolazione mediante l'oscilloscopio con l’opzione di analisi della risposta in frequenza R&S®RTx-K36 (diagramma di Bode). Caratterizzare la risposta in frequenza di varie apparecchiature elettroniche, tra cui i filtri passivi e i circuiti degli amplificatori. Misurare la risposta dell'anello di controllo e il rapporto di reiezione dell’alimentazione negli alimentatori a commutazione (switching). L’opzione R&S®RTx-K36 utilizza il generatore di forme d’onda incorporato nell’oscilloscopio per creare segnali di stimolo che vanno da 10 Hz a 25 MHz. Misurando il rapporto tra il segnale di stimolo e il segnale di uscita del dispositivo in prova per ciascuna frequenza di test, l’oscilloscopio traccia un diagramma del guadagno in scala logaritmica e della fase in scale lineare.

L’opzione R&S®RTx-K36 consente di misurare il rapporto di reiezione dell’alimentazione e di caratterizzare la transizione del sistema di regolazione rispetto all'uscita regolata..

Configurazione di misura

Il PSRR può essere misurato applicando una tensione di ondulazione residua sinusoidale alla tensione di alimentazione e misurando il guadagno dall’ingresso all’uscita del regolatore.

È necessario un trasformatore di iniezione di linea, come il modello Picotest J2120A, per assicurare che il segnale iniettato sia isolato e non introduca alcuna tensione di polarizzazione in continua.

Le sonde

L'utilizzo di sonde di qualità appropriata costituisce un prerequisito per eseguire misure corrette del PSRR. Ad esempio, le ampiezze da picco a picco per il segnale V_uscita possono essere molto piccole, a causa dell’elevato rapporto di reiezione del convertitore CC/CC da caratterizzare. Ciò richiede l’utilizzo di sonde con una gamma dinamica maggiore. Sebbene la maggior parte degli oscilloscopi venga, di solito, fornita con sonde passive 10:1, l’utilizzo di sonde passive 1:1 sul segnale di uscita permette di migliorare la gamma dinamica. Rohde & Schwarz consiglia le sonde passive R&S®RT-ZP1X 1:1 con larghezza di banda di 38 MHz per questa applicazione.

La riduzione della lunghezza della connessione di massa della sonda riduce al minimo l’induttanza del loop di massa. Il cavo di massa standard della sonda può, talvolta, fungere da antenna e amplificare il rumore di commutazione indesiderato. Se esiste un contatto di massa in prossimità dei punti di test V_ingresso e V_uscita, non va utilizzato un cavo di massa lungo. Utilizzare la molla di massa della sonda R&S®RT-ZP1X per accorciare la connessione di massa. Ciò permette di ottenere una buona massa e un basso rumore durante la misura.

Impostazione del dispositivo

Dopo aver connesso l’oscilloscopio al circuito in esame, è possibile avviare la misura con facilità:

• Impostare la frequenza di avvio e arresto tra 10 Hz e 25 MHz e determinare il livello di uscita del generatore.
• Impostare i punti per decade per migliorare e modificare la risoluzione dell’acquisizione. L’oscilloscopio supporta fino a 500 punti per decade.
• Profilare l’ampiezza dell’uscita del generatore (fino a 16 passaggi) per sopprimere il rumore del circuito sottoposto a test.
• Premere il pulsante di avvio per iniziare la misura. I risultati di misura vengono rappresentati come andamento del guadagno/fase in funzione della frequenza. Impostare i marker in base al punto di interesse.

Risultati di misura

Le curve visualizzate nei diagrammi di Bode rappresentano la transizione del sistema di regolazione rispetto all’uscita regolata. Il grafico mostra il guadagno in funzione della frequenza. Trascinare i marker alle posizioni desiderate direttamente sulla traccia rappresentata. Una legenda visualizza le coordinate dei marker.

Visualizzare i risultati in una tabella. La tabella dei risultati della misura fornisce informazioni dettagliate su ciascun punto misurato (frequenza, guadagno e sfasamento). Quando si utilizzano i marker, viene evidenziata la corrispondente riga nella tabella dei risultati. Per generare rapporti di misura, è possibile salvare rapidamente le schermate, i risultati delle tabelle o entrambi su un dispositivo USB.

Riassunto

Gli oscilloscopi sono gli strumenti di misura principali attualmente utilizzati dai progettisti per collaudare e caratterizzare i loro progetti di alimentatori. L’opzione di analisi della risposta in frequenza (diagramma di Bode) del R&S®RTx-K36 offre un’alternativa a basso costo agli analizzatori di reti a bassa frequenza o agli analizzatori di frequenza autonomi dedicati.