测频率示波器快速有效进行频率响应分析

频率响应分析

           测频率示波器分析器件的频率响应特性时，针对高频信号一般采用矢量网络分析仪 (VNA)，针对低频信号一般采用频响分析仪(或动态信号分析仪 、音频分析仪 )(FRA)。矢量网络分析仪适用于分析高频无源或有源器件，如：滤波器、放大器、混频器或多端口模块等。但是，低频器件设计人员要求较低的起始频率，有时甚至需要低至几Hz。而传统矢量网络分析仪的起始频率通常处于kHz范围内，这对测试低频器件的频率响应特性，提出了大的挑战。这样，分析低频器件的频率响应特性时，常用频响分析仪来测试低频器件的频率特性，而且矢量网络分析仪和动态信号分析仪一般成本很高，操作也麻烦，很多用户往往不能承受。

           具有示波器频率响应分析功能的厂商，把此功能一般嵌入到中高级示波器中，或者通过计算机接口和相应软件传送到PC机中、通过软件算法实现此功能。以上这些做法，要不示波器的成本高，要不就是使用麻烦。

电源设计和验证

          示波器是电源测试和表征的最重要测量工具，配置频率响应分析功能的示波器，除以往测量电源的纹波、幅度、频率等电源特征外，还可表征电源的频率响应特性：控制环路响应 (波特图)和电源抑制比 (PSRR)，可以更好进行电源设计和验证。配置频率响应分析功能的示波器，可以取得被测设备(DUT)的频率响应分析特性曲线图(波特图)，进行产品电路和器件性能的验证和分析,例如：电路设计反馈、滤波器/放大器/谐振电路设计、电缆频率响应和信号转变的效能。

          1、电源环路稳定性评价 ：控制环路响应(波特图)绘制闭环电路的频率和相位响应，自动计算增益和相位裕度电源控制环路的稳定性对于评估电源性能至关重要，控制环路不稳定，会导致振动和效率下降。R&S示波器内置RTx-K36频率响应分析选件后，通过波特图和增益/相位裕度测量，设计人员可以确定电源控制环路的稳定性;滤波器设计人员还使用幅度和相位示图测试滤波器性能。自动控制环路响应测量使用示波器内置的扫频信号源，在扫描指定频率范围内激励DUT，并绘制每个点上的幅度和相位图。扫频信号使用J2100A等注入变压器引入到控制环路中，在示波器屏幕上得到的增益和相位图(波特图)，用来自动计算增益和相位裕度;应用示波器的光标可查看曲线中任意频率上的增益和相位值。

          2、分析DC/DC转换器的纹波抑制功能 ：电源抑制比(PSRR)电源抑制比描述输出信号受电源影响的量，PSRR越大，输出信号受到电源影响越小。通过电源抑制比测量，DC-DC转换器和稳压器设计人员可以量化器件在规定频率范围内衰减AC的能力。使用示波器内置的扫频信号源和J2120A等线性注入变压器，来调制稳压器输入，R&S示波器内置RTx-K36频率响应分析选件后自动测量被调制的输入和输出上的AC电压。在使用下述公式计算扫描的频带内每个频率上的电源抑制比：PSRR=20Lg(纹波Vin/纹波Vout)，并用示图表示结果。
这样频率越高，测试点的数量越多，用户就可以测试更大范围的产品，并取得更高分辨率的FRA测试结果。