"對開關(guān)電源電路的測試，經(jīng)常會使用環(huán)路分析方法。環(huán)路分析測試方法是指給開關(guān)電源電路注入一個頻率不斷變化的正弦波信號作為干擾信號，然后根據(jù)其輸出情況來判斷該電路系統(tǒng)對各個頻率干擾信號的調(diào)整能力。
怎樣對開關(guān)電源進(jìn)行環(huán)路分析呢？就是將輸出電壓的增益和相位隨注入信號的頻率變化而產(chǎn)生變化的測量結(jié)果繪制成曲線，即伯德圖，然后運用伯德圖來分析開關(guān)電源電路的增益裕度和相位裕度，以判定其穩(wěn)定性。"
1、什么是伯德圖？
伯德圖是系統(tǒng)頻率響應(yīng)的一種圖示方法，由荷蘭裔科學(xué)家亨Bode，H.W. 在1940年提出。
伯德圖由幅頻特性圖和相頻特性圖兩部分組成，兩者的橫軸都是頻率的對數(shù)lgω，采用對數(shù)分度。通常幅頻特性圖和相頻特性圖上下放置，幅頻特性圖在上，相頻特性圖在下，且將縱軸對齊，可以方便的觀察同一頻率的幅值和相位的大小。坐標(biāo)圖如下：
2、原理講解
開關(guān)電源是一個典型的反饋回路控制系統(tǒng)，其反饋增益模型如下：
在反饋電路系統(tǒng)中，輸出電壓和參考電壓之間的關(guān)系如下：
由此可以看出這個閉環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)定的條件：當(dāng) 1+T(s)=0時，系統(tǒng)的干擾波動無限大。
這個不穩(wěn)定條件包含兩個方面：
● 開環(huán)傳遞函數(shù)的幅值為 |T(s)|=1=0dB
● 開環(huán)傳遞函數(shù)的相位為 ∠T(s)=-180°
如上為理論值，在工程實現(xiàn)上如果要保持電路系統(tǒng)的穩(wěn)定還要留出一定的裕量，就涉及到下面兩個重要指標(biāo)：
●相位裕度 (Phase Margin，PM )
當(dāng)增益|T(s)|為1時，相位∠T(s) 不能為-180°，此時相位∠T(s) 和 -180°之間的距離就是相位裕度。相位裕度可以看作是系統(tǒng)進(jìn)入不穩(wěn)定狀態(tài)之前可以增加的相位變化，相位裕度越大，系統(tǒng)越穩(wěn)定，但系統(tǒng)響應(yīng)速度會減慢。
●增益裕度 (Gain Margin，GM)
當(dāng)相位∠T(s) 為-180°時，增益|T(s)|不能為1，此時增益|T(s)|和1之間的距離就是增益裕度。增益裕度采用分貝(dB)表示，如果|T(s)|>1，則增益裕度為正值；如果|T(s)|<1，則增益裕度為負(fù)值。正增益裕度表明系統(tǒng)是穩(wěn)定的，負(fù)增益裕度表明系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。
如下為伯德圖，其中紫色為環(huán)路系統(tǒng)增益隨頻率變化的曲線，綠色為環(huán)路系統(tǒng)相位隨頻率變化的曲線。圖中，當(dāng)增益為0dB時對應(yīng)的頻率為“穿越頻率”。
伯德圖原理簡單，展示直觀
運用系統(tǒng)的開環(huán)增益
來評價閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性
3、測試環(huán)境搭建
下圖為使用RIGOL的MSO5000系列數(shù)字示波器對開關(guān)電源進(jìn)行環(huán)路分析測試的電路拓?fù)鋱D。包括如下幾個部分：
●將一個5Ω的注入電阻Rinj插到反饋電路中，如圖中紅圈位置所示
●將MSO5000系列數(shù)字示波器的GI接口連接到一個隔離變壓器。將示波器內(nèi)置波形發(fā)生器輸出的掃頻正弦波信號通過隔離變壓器并聯(lián)到注入電阻Rinj兩端
●使用連接MSO5000系列數(shù)字示波器兩個模擬通道的探頭（例如RIGOL的PVP2350探頭），對掃頻信號的注入端和輸出端進(jìn)行測量
測試環(huán)境搭建
4、操作步驟
小編以RIGOL的MSO5000系列數(shù)字示波器為例，為您介紹如何進(jìn)行環(huán)路分析操作——
RIGOL MSO5000系列數(shù)字示波器
（1）、啟用伯德圖功能
打開功能導(dǎo)航菜單，點擊“伯德圖”圖標(biāo)
（2）、設(shè)置掃頻信號
按幅/頻設(shè)置鍵，通過數(shù)字鍵盤對參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，如圖
（3）、設(shè)置輸入輸出源
根據(jù)實際電路連接，分別為注入端選擇輸入源使用的模擬通道號，為輸出端選擇輸出源使用的模擬通道號
（4）、啟動環(huán)路分析測試
