环路分析仪Bode100

1.什么是Bode100?

1.1 基本介绍

Bode100是omicron公司生产的一种多功能环路分析仪，集频率响应分析仪、矢量网络分析仪和阻抗分析仪于一身，测量的频率为1Hz-40MHz。
在电源测试中，主要应用频率响应分析仪和阻抗分析仪。
频率分析仪可做如下测量：
 电源环路稳定性
 电路传递函数
 电源抑制比
阻抗分析仪可做如下测试：
 磁性元件阻抗
 电容寄生参数
 石英晶体阻抗
 输入输出阻抗

1.2 组成

由硬件和上位机软件组成。

1.2.1 硬件

硬件主要包括Bode100分析仪和注入变压器B-WIT 100，如下图所示。

值得说明的是，倘若要测PSRR，B-WIT100型注入变压器是不行的，因为其承受的直流范围非常小，需要配套线性注入器如下所示。

Bode100分析仪功能框图如下：

上面框图的端子与下面面板对应。

output:一般用来输出小正弦信号
CH1,2:是输入信号通道，接在要测量的信号点。若输入信号的幅值较大，一般需要进行衰减后，再进行ADC转换，进入控制器中进行处理。

B-WIT 100是一种1:1高带宽的注入变压器，其作用是将小信号注入到DUT设备中，起到隔离作用，避免分析仪对DUT造成干扰。

1.2.1 上位机软件

软件使用的是伯德分析仪套件3.20，界面如下：

1：在分析仪连接PC时，会显示，表明两者的连接，否则不会显示。
3：是选择测量模式，如gain/phase就是测量环路的，选择start measurement进入主界面。

说一下1中的配置界面。
frequency：设定扫描频率范围。设定起始频率和终止频率，会自动显示中心频率和频率范围。
频率范围显示可以是线性的，也可以是以对数的形式显示，扫描点数可设置，当然设置的越多扫描的越慢。

source level：信号源电平（output输出的小信号）的选择。这里注意单位dBm。在50Ω负载下，1 dBm等于1 mW。

输出电平（其实就是output的源电平）可以是常值也可以是变值。变电平仅在频率范围内适用，变电平的好处是，选择合适的电平，可以使小信号输入高增益的情况下，增益相位曲线可以变得平滑。
当选择变电平时，shaped level会出现，进入的界面如下：

你可以选择参考电平点，然后测试你想要频率下的输出电平，注意，输出电平=参考电平+增量。
attenuator：衰减器。衰减器减小了信号到达接收器的电平，所以衰减度越大，可测量的输入范围就越大。建议选择尽可能小的输入，这样不会导致过载警告。

下图是电平对应关系

Receiver bandwidth：接收器带宽。择接收器的高带宽增加测量速度，减小接收器的带宽可减少噪声，实际上规定了接收器的采样时间，带宽与采样时间对应的关系如下：

设置好以上参数后，就可以正式测量了。

2. 环路的测量

2.1 测量原理

测量原理图如下，通过在反馈回路的电阻上输入小信号，来测试环路增益。

对应的实物连接如下：

2.2 软件配置

将Bode100通过USB接口与上位机连接，打开bode分析仪套件。

设置增益的幅值相位区间：

注意相位增益的参考点不再是-180°而是0°，因为这是在闭环系统中测开环增益。可以这样理解，小信号注入点，直接从输入到输出，而没有反馈。
以后选择运行按钮进行测试。

结果会出现如下图所示的曲线。0dB(若为功率则对应10log，若为电压电流则对应20log)对应相位裕量，为正，0°对应幅值裕量，若输出比输入电压小，则为负。

参考文献
《Bode100 user manual》
《App_NOte_DCDC stability_V3_3》