深入理解穿越频率fc对系统有什么影响？
在前面几篇文章中提到二火老师自己做了个注入变压器，并输出了相应的说明文章和视频：终于搞出来了—电源环路稳定性测试视频-电源环路稳定性测试为了进一步验证该注入变压器的性能，搭配Bode100进行了实测，并将结果和B-WIT100做了对比：注入变压器和Bode100实测效果对比注入变压器搭配Bode100实测结果对比有同学提供Pictest的注入变压器J2101A也很常用，二火也去做了对比：注入变压器与Picotest实测效果对比总体看下来，效果基本一致，没啥大的差异。有测电源环路稳定性需求或对电源需要做进一步研究的同学，或是需要找平替的，可以考虑下。感兴趣的同学可以加WX：hardware_lecture 联系二火老师。言归正传，要测电源环路稳定性或者测试伯德图，非常关注的一个点就是穿越频率fc。有同学可能会立即说，穿越频率fc越高，说明电源带宽越宽，稳定性越高。那二火老师要问了，穿越频率fc的高低到底有什么影响？今天我们就来聊一聊。 一道问题 照例，先抛出来一道问题：穿越频率fc的高低对系统有什么影响？能否设计个实验，把影响具象化？都说穿越频率很重要，这个重要体现在哪里？小编希望能把重要程度的影响通过实验仿真的方式展现出来，这样各位同学才能更深入更形象地理解穿越频率的内在含义。 穿越频率fc与带宽的关系 穿越频率是系统环路增益幅度为1(即0dB)时所对应的频率fc，通常也称作电源的带宽。这里有个问题，为什么电源的穿越频率fc会被称作电源的带宽？这里有一个“增益带宽积”的概念，在运算放大器中经常会被提及。在一定频率范围内，运放的开环增益与对应频率的乘积是常数，这个常数即为增益带宽积，Gain Bandwidth Product，GBP或GBW。简单来说，开关增益*频率=增益带宽积。那么，当开环增益不断下降，直到为0dB，即放大倍数为1倍，此时对应的频率就是单位增益带宽，Unity Gain-Bandwidth，UGBW。此时意味着，在该频率fc下，运放放大信号的能力“刚好”为1。超过这个频率，运放将无法有效放大信号。这个就是到了运放的能力边界。现在将视野从运放转移到电源系统，在电源架构也存在运放，电源就是一个大号的负反馈系统，里面有误差放大器、PWM调制器、Driving电路、LC滤波、分压采集等模块，这一整套构成了闭环系统。我们需要关注其开环增益，而开环增益为0dB时对应的频率就是单位增益带宽，这也就是我们常说的电源的带宽。通过上面的分析，我们知道了穿越频率和带宽的关系，但还是没有回答文章开头提到的问题——对系统有啥影响？别急，继续往下。 穿越频率的影响 说到穿越频率的影响，同学的第一反应可能是：根据穿越频率fc，我们可以在伯德图上获取到相位裕度PM。结合相位裕度的数值大小，可以进一步判断系统的稳定性。不对！ 上面说的“系统的稳定性”是相位裕度PM对系统的影响，而不是穿越频率的影响。单就穿越频率而言，我们可以获取到相位裕度PM，这是其中一个影响。还有其他影响吗？先说结论：穿越频率fc的高低，影响系统的响应速度。对，就是系统的响应速度！下面，我们将通过搭建一套模型，通过仿真来验证。 穿越频率的影响--仿真验证 为了降低模型复杂度，我们使用由运放组成的负反馈系统来搭建仿真模型。仿真软件使用TINA-TI，硬件微讲堂的老粉儿应该很熟悉了，前面很多仿真都是用的这个软件。来源：硬件微讲堂
