ボード線図プロットと周波数応答解析
電子機器の電源は、負荷が変動する条件でも一定の出力レベルを維持する必要があります。そのために電源が利用するのが、出力を連続的に監視し、ほぼ瞬時にフィードバックを提供する閉制御ループです。このフィードバックに基づいて、システムは、過大な発振を回避しながら、負荷の変化に高速に応答できます。そのため、フィードバックメカニズムの精度と速度は、制御ループの性能にとって重要です。
最近の電子機器では、スイッチングモード電源（SMPS）が最も多く用いられています。サイズが小さく、軽量で、効率が高く、費用効率に優れているのに加え、広範囲の入力電圧で動作するという特長があるからです。制御ループ解析は、SMPSがさまざまな条件で正しく動作することを確認するために必要です。これには、負荷電流、入力電圧、温度、スイッチング周波数の変化が含まれます。
制御ループ解析では、既知の入力信号をループに注入し、利得と位相シフトに関するシステムの応答を、一連の周波数で測定します。 ボード線図プロット は、制御ループのダイナミック性能と安定度の両方に関する情報を提供します。これには、利得（dB）と位相シフト（度）の両方が、周波数の関数として表されます。
ボード線図プロットは、周波数スペクトラムの中でシステムが信号の強度とタイミングをどのように変化させるかを可視化するデュアルグラフチャートです。ゲインクロスオーバー周波数（システムの利得が1すなわち0 dBに落ちる周波数）は、制御ループの応答速度を測定します。一般的に、クロスオーバー周波数が高いほど、システムは高速になりますが、安定度が下がります。この安定度は、クロスオーバーポイントでの位相マージンで測定されます。デザイナーは、これら2つの指標のバランスを取ることで、性能目標を満たすために十分な速度を持つとともに、発振を防ぐだけの安定度を備えた制御ループを実現する必要があります。
