Medición de la estabilidad de bucle cerrado con los diagramas de Bode
Para describir mejor la aplicación de los diagramas de Bode, la estabilidad de bucle cerrado de una fuente de poder CC/CC, se mide determinando la respuesta de bucle cerrado. Esto se puede probar al usar el método de inyección de voltaje. Este método incorpora un resistor muy pequeño, usualmente en el orden de 10 ohms, en el bucle de retroalimentación. Se debe elegir un punto tal que la impedancia orientada en la dirección del bucle de retroalimentación sea mucho mayor que la impedancia orientada hacia atrás. Se inyecta entonces una pequeña señal interferente en el resistor. Esto normalmente se realiza utilizando lo que se conoce como un transformador de inyección para evitar influir en el bucle. Luego se mide la respuesta y se generan los diagramas de Bode.
Instrumentos para medir la respuesta de bucle cerrado
Se pueden utilizar dos diferentes categorías de instrumentos cuando se mide la respuesta de bucle cerrado. El primero es un analizador de redes vectorialeso VNA. Un VNA normalmente posee un alto rango dinámico, el cual permite realizar mediciones de impedancia muy exactas. Una desventaja al usar un VNA, además de su costo y complejidad, es que los VNA son más apropiados para la caracterización de componentes de 50 ohms. Los osciloscopios, por otro lado, ya se usan comúnmente en el desarrollo de fuentes de poder y permiten la caracterización directa del ruido y del rizado de salida. Los osciloscopios pueden ahora también realizar mediciones de estabilidad como márgenes de ganancia y fase, factor de rechazo a la fuente de poder y respuesta en escalón.
Configuración de prueba: cómo medir la respuesta de bucle de control con un osciloscopio
Para medir la respuesta de bucle de la fuente de poder CC-CC, debe inyectarse una señal interferente en el bucle. Así, se debe escoger un punto donde la impedancia orientada en la dirección del bucle sea mucho mayor que la impedancia orientada hacia atrás. Un pequeño resistor se instala en el punto de inyección y se aplica voltaje de perturbación en paralelo a la resistencia de inyección usando un transformador de inyección de banda ancha. El generador interno del osciloscopio crea una señal interferente. Dos canales del osciloscopio están conectados a cada lado del punto de inyección. Basándose en los valores medidos, el osciloscopio genera y muestra los diagramas de Bode.
Cuando se mida la respuesta del bucle cerrado, es importante usar las sondas correctas. Las amplitudes pico a pico en los puntos de medición pueden ser muy bajas en algunas frecuencias de prueba. Por esta razón, se recomienda usar sondas pasivas 1x en lugar de las sondas 10x más comunes. Si la señal se aumenta al factor del ruido, también mejora el rango dinámico de las mediciones de la respuesta en frecuencia. También es importante utilizar resortes o cables muy cortos para la puesta a tierra y así reducir la captación del ruido de conmutación y bucles de tierra inductivos.