使用网络分析仪（如矢量网络分析仪，VNA）测试双向直流电源的负载调整率，需结合其动态响应分析能力与直流偏置功能，通过模拟负载突变并测量输出电压的瞬态变化来量化调整率。以下是详细步骤及关键要点：
一、测试原理
负载调整率（Load Regulation）定义为：
负载调整率=V额定V空载−V满载×100%
其中，V空载和V满载分别为电源在空载和满载时的输出电压，V额定为额定输出电压。
网络分析仪的作用：通过高频扫频或脉冲激励模拟负载突变，测量输出电压的瞬态响应（如过冲、恢复时间），间接评估负载调整率。
二、测试准备
- 硬件配置
- 网络分析仪：选择支持直流偏置（DC Bias）和脉冲激励功能的VNA（如Keysight E5061B）。
- 双向直流电源：设置为源模式（输出直流），并配置为可调负载模式（如通过电子负载或内部负载模拟）。
- 测试夹具：使用低阻抗、高带宽的测试线缆连接电源输出端与VNA的输入端口，减少信号衰减。
- 示波器（可选）：若需更精确的瞬态响应分析，可并联示波器监测输出电压波形。
- 参数设置
- 频率范围：根据电源动态响应特性选择（如1kHz~1MHz），覆盖负载突变可能引发的高频振荡。
- 激励信号：
- 脉冲激励：设置脉冲宽度（如10μs）和幅度（如从空载到满载的阶跃变化）。
- 扫频激励：通过扫频信号模拟负载的连续变化（如线性增加/减少）。
- 直流偏置：若电源输出电压较高（如>10V），需启用VNA的直流偏置功能，避免信号失真。
- 接收机带宽：设置为足够宽（如1MHz）以捕捉瞬态响应的高频成分。
三、测试步骤
方法1：脉冲激励法（推荐）
- 配置脉冲激励
- 在VNA中设置脉冲信号源，参数如下：
- 脉冲幅度：从空载电压（如0V）到满载电压（如24V）的阶跃变化。
- 脉冲宽度：10μs~1ms（根据电源响应速度调整）。
- 重复频率：低频（如1Hz）以避免多次触发干扰。
- 连接测试
- 将VNA的脉冲输出通过测试夹具连接到电源的负载控制端（如电子负载的电压控制输入）。
- 将VNA的输入端口连接到电源输出端，监测输出电压。
- 触发与测量
启动脉冲激励，观察VNA显示的输出电压波形。
记录空载电压（V空载）和满载电压（V满载）。
计算负载调整率：
负载调整率=V额定V空载−V满载×100%
方法2：扫频激励法
- 配置扫频信号
- 在VNA中设置线性扫频信号，频率范围覆盖电源的动态响应频段（如1kHz~1MHz）。
- 幅度设置为从空载到满载的连续变化（如0V→24V）。
- 连接测试
- 将扫频信号通过测试夹具连接到电源的负载控制端。
- 将VNA的输入端口连接到电源输出端，监测输出电压的频率响应。
- 分析结果
- 观察输出电压在低频段（如1kHz）的幅值变化，近似为静态负载调整率。
- 观察高频段（如1MHz）的幅值衰减，评估电源对高频负载变化的抑制能力。
四、关键参数分析
- 过冲电压（Overshoot）
- 脉冲激励下，输出电压超过额定值的最大幅度（如从24V突增至25V）。
- 过冲电压应小于电源规格的5%以避免损坏负载。
- 恢复时间（Settling Time）
- 输出电压从突变到稳定在额定值±1%范围内所需的时间（如10μs）。
- 恢复时间越短，电源动态响应越快。
- 频率响应平坦度
- 扫频激励下，输出电压幅值随频率的变化曲线。
- 理想情况下，低频段幅值变化应小于±0.1%，高频段衰减应符合设计要求（如-20dB/decade）。
五、注意事项
- 安全操作
- 测试前确认电源已关闭，避免触电风险。
- 佩戴防静电手环，防止静电损坏设备。
- 信号完整性
- 使用低损耗测试线缆，减少信号衰减和干扰。
- 避免测试线缆过长（建议<1m），防止高频信号失真。
- 校准与验证
- 测试前对VNA进行校准，消除系统误差。
- 通过标准负载（如精密电阻）验证测试结果的准确性。
- 双向模式测试
- 若需测试电源在负载模式（吸收能量）下的调整率，需将电源切换为负载模式，并重复上述步骤。
- 此时需关注输入电压的稳定性（如输入电压调整率）。
六、示例数据记录表
