在现代电子系统设计中,闭环控制系统广泛应用于电源、电机驱动、自动调节等领域。为验证系统稳定性与动态响应性能,可借助是德示波器与函数发生器协同完成闭环控制测试。以下为具体操作步骤与要点。

一、测试准备与连接 首先,搭建测试回路。将以函数发生器输出作为系统参考输入信号,接入被测闭环系统的输入端。系统输出端则连接至是德示波器的通道1(CH1),用于采集实际输出波形;同时,若需观测误差信号或反馈路径,可将误差放大器输出接入通道2(CH2)。确保所有设备共地,避免引入地环路干扰或安全隐患。
二、仪器设置
1. 函数发生器设置:根据测试需求,设置输出信号类型(如方波、正弦波或阶跃信号)、频率与幅值。例如,输入一个1kHz的方波信号,模拟系统动态响应过程。
2. 示波器设置:
○ 调整Y轴灵敏度与耦合方式(AC/DC),使波形适中显示;
○ 设置X轴扫描速度,确保能清晰观察至少一个完整周期;
○ 启用触发功能,选择边沿触发,源选CH1,稳定波形显示;
○ 开启带宽限制(如20MHz)以滤除高频噪声。
三、信号捕获与分析 启动系统后,示波器将实时显示输出响应波形。通过观察CH1波形,可分析系统的上升时间、超调量、稳定时间等动态指标。若使用双通道,可比较输入与输出的相位差与幅值变化,评估闭环增益与相位响应。
四、进阶测试与优化 对于更深入的稳定性分析,可进行频率扫描测试。函数发生器从低频(如10Hz)逐步扫频至系统带宽范围,示波器记录各频率点的输入输出幅值与相位差,绘制波特图。若发现相位裕度过低(如小于45°),则需调整补偿网络,再重复测试验证。
五、数据存储与报告 利用示波器的存储功能,保存关键波形与测量数据至U盘,便于后续分析或生成测试报告。结合是德示波器的自动测量功能(如频率、峰值、周期等),提升测试效率与准确性。
六、安全与校准 测试前需校准探头,使用示波器自校功能确保精度。同时,注入信号幅度应控制在系统允许范围内,防止器件损坏。

综上,通过合理配置是德示波器与函数发生器,不仅能完成闭环系统的动态响应观测,还能深入评估其稳定性,为控制系统优化提供有力支持。熟练掌握该测试方法,对电子工程师具有重要意义。
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