Измерение коэффициента подавления нестабильности питания (PSRR)

С помощью осциллографа от компании Rohde & Schwarz

Осциллограф RTM3004

Задача

Разработчики систем электроснабжения часто сталкиваются с проблемой измерения коэффициента подавления нестабильности питания или коэффициента подавления пульсаций напряжения питания (PSRR) в этих системах. PSRR — важный параметр, характеризующий стабильность выходного напряжения питания. Он дает информацию о влиянии изменения входного напряжения на стабильность выходного напряжения.

Решение от компании Rohde & Schwarz

Опция анализа частотных характеристик (ЛАФЧХ или диаграмм Боде) R&S®RTx-K36 позволяет быстро и легко выполнять анализ низкочастотных АЧХ на осциллографе. Таким образом определяется АЧХ множества электронных устройств, в частности пассивных фильтров и контуров усиления. Для импульсных источников питания измеряются АЧХ контура управления и коэффициент подавления нестабильности питания. Опция R&S®RTx-K36 использует генератор сигналов, встроенный в осциллограф, для генерации сигналов входного воздействия в диапазоне от 10 Гц до 25 МГц. Измерение сигнала входного воздействия и выходного сигнала ИУ на каждой испытательной частоте, а также коэффициента усиления в логарифмическом масштабе и фазы в линейном масштабе по графикам осциллографа.

Опция R&S®RTx-K36 помогает измерить коэффициент подавления нестабильности питания и определить передаточную функцию системы регулирования относительно регулируемого выходного сигнала.

Измерительная установка для оценки PSRR
Измерительная установка для оценки PSRR

Измерительная установка

PSRR можно измерять посредством применения синусоидальных пульсаций к напряжению питания и измерения коэффициента усиления между входом и выходом регулятора.

Линейный вольтодобавочный трансформатор, такой как Picotest’s J2120A, необходим для изоляции входного сигнала и при этом не наводит никакого смещения по постоянному току.

Использование заземляющей пружины дает возможность подобрать наилучшее соотношение сигнал/шум для измерения коэффициента подавления нестабильности питания
Использование заземляющей пружины дает возможность подобрать наилучшее соотношение сигнал/шум для измерения коэффициента подавления нестабильности питания

Зондирование

Необходимое условие для выполнения достоверных измерений PSRR — наличие надежных пробников. Например, размах амплитуды сигнала Vout может быть очень небольшим при высоком коэффициенте подавления нестабильности для испытуемого преобразователя постоянного тока. Требуется использовать пробники с более широким динамическим диапазоном. Большинство осциллографов обычно поставляется с пассивными пробниками с коэффициентом деления 10:1; использование пассивных пробников с коэффициентом деления 1:1 для выходного сигнала улучшает динамический диапазон. Поэтому компания Rohde & Schwarz рекомендует использовать пассивные пробники R&S®RT-ZP1X с коэффициентом деления 1:1 с полосой пропускания 38 МГц.

Уменьшение длины заземляющего провода пробника минимизирует индуктивность контура заземления. Стандартный заземляющий провод пробника иногда может функционировать в качестве антенны и усиливать нежелательные коммутационные помехи. Если рядом с точками контроля Vin и Vout находится штырь заземления, не следует использовать длинный заземляющий провод. Для сокращения длины заземляющего провода используйте заземляющую пружину пробника R&S®RT-ZP1X. Это обеспечивает заземление с низким уровнем шума для измерения.

Настройка устройства

После подключения осциллографа к испытуемому контуру можно быстро запустить измерение:

  • Установите начальную и конечную частоты между 10 Гц и 25 МГц и определите уровень выходного сигнала генератора.
  • Задайте количество точек на декаду для улучшения и изменения разрешения собираемых данных. Осциллограф поддерживает до 500 точек на декаду.
  • Определите профиль амплитуды выходного сигнала генератора (вплоть до 16 ступеней) для подавления характеристик помех испытуемого контура.
  • Нажмите Run (Запуск) для начала измерения. Результаты измерения отображаются на графике зависимости коэффициента усиления / фазы от частоты. Установите маркеры на интересующую точку.
Измерение PSRR
Измерение PSRR

Результаты измерений

Кривые, отображаемые на ЛАФЧХ или диаграммах Боде, отображают передаточную функцию системы регулирования относительно регулируемого выходного сигнала. На графике показывается зависимость коэффициента усиления от частоты. Перетащите маркеры на нужные позиции прямо на отображаемой кривой. На графике отображаются координаты маркеров.

Результаты можно просматривать в таблице. В таблице результатов измерений содержатся подробные данные о каждой измеренной точке (частота, коэффициент усиления и фазовый сдвиг). При использовании маркеров выделяется соответствующая строка таблицы результатов. Для отчетности снимки экрана и таблицы результатов можно быстро сохранять на USB-устройство.

Заключение

Осциллографы — основные измерительные инструменты, используемые в настоящее время разработчиками для испытаний и определения характеристик источников питания. Опция анализа частотных характеристик (ЛАФЧХ или диаграмм Боде) R&S®RTx-K36 обеспечивает наличие бюджетной альтернативы как низкочастотным анализаторам цепей, так и специализированным автономным анализаторам частот.

Связанные решения