目錄
1、題目
2、解答
相位裕度
增益裕度
3、相關知識點
一、波特圖
二、相位裕度
三、增益裕度
四、在 DC - DC 電源中的應用
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【硬件-筆試面試題】硬件/電子工程師,筆試面試題-13,(知識點:DC-DC電源,相位裕度,增益裕度)
這是一道大疆筆試題
1、題目
在 DC - DC 電源的環路分析中,通過環路分析儀得到波特圖后,最關注的兩個裕度參數是什么
2、解答
本題主要考查 DC - DC 電源環路分析中波特圖相關的裕度參數知識。
在 DC - DC 電源的環路分析中,通過環路分析儀得到波特圖后,最關注的兩個裕度參數是相位裕度和增益裕度。
相位裕度
相位裕度是指系統開環頻率響應在增益為0dB時的相位與\(-180^{\circ}\)之間的差值。它反映了系統的相對穩定性,相位裕度越大,系統的穩定性越好,通常相位裕度在\(45^{\circ}-60^{\circ}\)之間時,系統有較好的穩定性和動態性能。如果相位裕度太小,系統容易出現振蕩等不穩定現象。
增益裕度
增益裕度是指系統開環頻率響應在相位為\(-180^{\circ}\)時的增益與0dB之間的差值(通常用分貝表示)。增益裕度同樣反映了系統的穩定性,增益裕度越大,系統的穩定性越好。一般來說,增益裕度大于6dB時,系統具有較好的穩定性。
綜上,答案依次為相位裕度和增益裕度。
3、相關知識點
本題主要考查 DC - DC 電源環路分析中波特圖相關的裕度參數知識。
一、波特圖
波特圖是分析線性系統頻率響應特性的一種圖示方法,它由對數幅頻特性曲線和對數相頻特性曲線組成。在 DC - DC 電源的環路分析中,波特圖可以直觀地反映出系統的開環頻率響應特性,包括增益和相位隨頻率的變化情況。
二、相位裕度
- 定義:相位裕度是指系統開環頻率響應在增益為0dB時的相位與?180°之間的差值。
- 物理意義:它反映了系統的相對穩定性。相位裕度越大,系統的穩定性越好。通常相位裕度在45°?60°之間時,系統有較好的穩定性和動態性能。如果相位裕度太小,系統容易出現振蕩等不穩定現象。例如,當相位裕度接近0°時,系統可能會產生自激振蕩,導致輸出電壓不穩定。
- 影響因素:相位裕度主要取決于系統的相位特性,與系統的極點和零點分布有關。增加系統的相位滯后環節會減小相位裕度,而增加相位超前環節則會增大相位裕度。
三、增益裕度
- 定義:增益裕度是指系統開環頻率響應在相位為?180°時的增益與0dB之間的差值(通常用分貝表示)。
- 物理意義:增益裕度同樣反映了系統的穩定性。增益裕度越大,系統的穩定性越好。一般來說,增益裕度大于6dB時,系統具有較好的穩定性。例如,當增益裕度為10dB時,意味著系統的增益在相位為?180°時還可以增加10dB才會達到0dB,系統才會發生振蕩。
- 影響因素:增益裕度主要取決于系統的增益特性,與系統的開環增益有關。降低系統的開環增益會增大增益裕度,而提高開環增益則會減小增益裕度。
四、在 DC - DC 電源中的應用
在 DC - DC 電源的設計和調試過程中,通過環路分析儀測量系統的開環頻率響應,得到波特圖,然后分析相位裕度和增益裕度,可以判斷系統的穩定性。如果相位裕度和增益裕度不符合要求,需要對系統進行補償和調整,例如增加相位超前補償網絡或調整系統的極點和零點分布,以保證系統具有足夠的穩定性和良好的動態性能。
相位裕度和增益裕度是評估 DC - DC 電源系統穩定性的兩個關鍵裕度參數,通過波特圖對它們進行分析和優化,是 DC - DC 電源設計和調試過程中的重要環節。
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