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矢量网络分析仪测量环路增益的方法

时间:2017-07-08 08:03 作者:admin 分享到:

  矢量网络分析仪的主要用途时域功能

  我们知道,在测量比较复杂系统的反射时,得到的是各部分影响的综合结果,对于各具体部分(反射特性)的情况不易确定,这就给整体调试带来了不便。网络分析仪的时域测量功能就是在频域中测量后,通过其内部处理器做反傅立叶变换得到时域响应,时域响应显示了网络的反射系数和传输系数与时间的关系,它包含了每个反射点的幅度、位置信息以及每个传输通路的信息。

  时域测量有两种不同的工作方式,即带通方式和低通方式。带通方式就是给出器件的脉冲响应,它适用于任何频率范围,是最常用的工作方式。低通方式主要用来做低通器件的测量,它可提供器件的脉冲响应和阶跃特性,通过显示的特性曲线可以确定响应的幅值及反射点的类型(即阻抗特性R、L或C)。  时域测量中的"WINDOW"功能,可改善时域测量的动态范围,提高时域响应中的幅度分辨力。另外,它还有一个非常有用的"GATE"功能,这是一个时间滤波器,形状犹如一个带通滤波器,它可以去掉"GATE"以外的响应对测量结果的影响,很方便地选择我们感兴趣的部分进行测量分析。

  网络分析仪的时域功能不仅可用于检测电缆的反射点,实现故障定位,还可在传输测量中观察被测设备各路的传输情况。我们在做声表面波滤波器特性的测试时,其测量结果包括了多路传输、转接器、连接电缆以及滤波器夹具等的影响,其真实特性无从而知。应用了时域测量的"GATE"功能之后,我们就可去除转接器、连接电缆以及夹具等的影响,从而获得该滤波器更准确的特性。

  下面介绍使用矢量网络分析仪测量环路增益的方法

  低频矢量网络分析仪可以通过额外的注入电路向反馈环路注入源信号,以便测量处于工作状态的反馈环路。网络分析仪测量注入电路 (带有含高阻抗输入的接收机端口 R 和 T) 两端的交流电压的比值。在施加激励信号时要把信号注入到输入阻抗 (Zin) 很高、输出阻抗 (Zout) 很低的地方。具体谈到 DC-DC 变换器的测试情况,通常都是使用由变压器和电阻组成的浮置激励施加电路,把测试信号加在反馈电路路径上的分压电路之前,如图 1所示。

  通过把激励信号加在满足 Zin >> Zout 的点上,并让电阻 R 满足 Zin >> R >> Zout 的条件,我们就可以通过 T/R 比值的测量结果得到循环传递函数 –GH 的特性,这样的测量方法不会干扰反馈环路原本的特征。注入的信号电平不能太高,以避免反馈环路进入非线性区域。应使用高输入阻抗的探头来完成探测,这样不会影响反馈环路的工作。在测量频率范围方面,通常从 10 Hz 或 100 Hz 的低频率处开始测量。但一般说来,对测量 DC-DC 转换器的环路特征最重要的频率范围主要是在几 kHz 到几百 kHz 之间。LC 滤波器的谐振频率和环路的交叉频率都在这个范围内。因此,低频范围内的测量没必要如此严格。注意这里讨论的测量方法是基于只适用于线性电压模式控制下的环路。它不适用于电流模式控制下的环路和非线性控制环路。

图1

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