Loop di controllo e risposta in frequenza
Il controllo ad anello chiuso è alla base di molti sistemi elettronici ed elettrochimici. Quantificare, ad esempio, la stabilità di un circuito di controllo dell’alimentazione richiede una combinazione di selettività della frequenza, gamma dinamica, immunità al rumore e precisione di fase che solo un analizzatore di risposta in frequenza dedicato può fornire.
Progettazione e test della risposta del loop
Dato l’obiettivo di un alimentatore di mantenere un’uscita definita, la maggior parte degli alimentatori sono regolati.
La regolazione comporta il confronto di un’uscita dell’alimentatore con un riferimento, quindi la regolazione di uno stadio di guadagno all’interno dell’alimentatore per mantenere l’uscita desiderata.
L’«analisi della risposta dell’anello» o «analisi della risposta in frequenza» è la caratterizzazione di un anello di controllo in base al guadagno relativo e alla fase tra due punti su una gamma di frequenze.
Stabilità del loop
Il risultato dei test di risposta del loop è solitamente presentato come un diagramma di ‘Bode’ o ‘Nyquist’ che consentirà a un ingegnere di confermare la regolazione e la stabilità di un alimentatore in risposta alla variazione di carico.
Questo metodo supera la soggettività dell’osservazione della forma d’onda durante una variazione di carico graduale, fornendo un test di stabilità chiaramente definito e quantificabile utilizzando obiettivi assoluti e misurabili di guadagno e margine di fase su un intervallo di frequenza definito.
I margini comunemente riconosciuti per un’alimentazione stabile sono un margine di guadagno di -20 dB quando la fase del loop è zero e un margine di fase di 45 gradi quando il guadagno del loop è 0 dB.
Iniezione di segnale
I loop di controllo sono più comunemente testati aggiungendo o “iniettando” un segnale di disturbo nel loop e quindi utilizzando un dispositivo di misurazione in grado di misurare il guadagno relativo e la fase relativa del segnale iniettato in due punti del loop.
L’iniezione del segnale dovrebbe idealmente essere all’interno di una parte di retroazione ad alta impedenza di un loop per garantire che l’iniezione del segnale e l’hardware di misurazione abbiano un impatto minimo sull’anello che sta testando, e ne consegue che la sorgente del segnale di disturbo dovrebbe essere isolata, in modo che la tensione residua in quel punto di un circuito non venga disturbata.
