在电源设计与测试领域，确保电源的稳定性是至关重要的。为了实现这一目标，需要对电源的增益和相位裕量进行测量。通常情况下，电源若具备至少 45° 的相位裕量和至少 10 dB 的增益裕量，便可被认为是稳定的。而测量这些关键参数的常规方法，是在 VOUT 节点和顶部反馈电阻之间插入一个小电阻，然后在这个增加的电阻两端施加一个扰动信号，并在期望的频率范围内测量环路响应。当用户能够接触到顶部反馈电阻时，这种方法操作简便，因而被广泛应用。
　　然而，在实际应用中，常常会遇到一些特殊情况。本文将详细探讨在没有明显注入点（即无法接触或缺少顶部反馈电阻）的情况下，如何测量电源的环路响应。这种情况主要存在两种情形：一是电源模块内部的顶部反馈电阻无法接触；二是电源模块使用输出检测引脚，而没有顶部反馈电阻。
　　许多电源模块为了提供额外的保护，会将顶部反馈电阻模塑在模块内部，导致用户无法接触。例如 ADI 公司的许多 ?Module? 器件就是如此。在降压型稳压器中，如果顶部反馈电阻不是硬连线，一旦该电阻连接不当或发生故障，VOUT 节点电压可能会升高到与输入电压一样高。而将顶部反馈电阻硬连线到 VOUT 节点，则能确保输出电压绝不会超过反馈电阻分压器设定的电压。图 1 展示了测量环路响应的常规方法，即需要在 VOUT 节点和顶部反馈电阻之间插入一个小值电阻，但前提是用户可以接触到顶部反馈电阻。图 2 则显示了 LTM8074 及其无法接触的顶部反馈电阻。

　

　　

　　另一种特殊情况是模块使用输出电压检测引脚 (VOSNS) 来调节 VOUT 电压。如图 3 中的简化框图所示，由于该设置使用基准电流源，而不是通常的基准电压源，因此没有顶部反馈电阻。LTM4702 就采用了该基准电流电路来调节输出电压。

　　如果没有办法测量电源的环路响应，就只能完全依靠系统的瞬态响应来确定稳定性。瞬态响应测试用于检查在 VOUT 节点施加负载阶跃时 VOUT 的电压响应。图 4 展示了瞬态响应示例。根据波形，通过测量从施加负载阶跃到输出电压开始恢复的时间，可以估算带宽 (BW)。控制环路的带宽等于该恢复时间 (tr) 与 Π 乘积的倒数。在此示例中，恢复时间约为 4 ?s，带宽为 80 kHz。

　　

　　此外，通过观察波形的形状也可以评估系统的稳定性。如果在波形中看到振铃（绿色响应曲线），则表示系统具有欠阻尼响应，这意味着系统可能不稳定，相位裕量较低。但具体相位裕量有多低，仅通过瞬态响应是无法准确得知的。如果波形的恢复时间相当长，则可以认为系统具有过阻尼响应（蓝色响应曲线），系统输出电压的恢复时间可能比预期时间要长得多，由于电压下降持续时间超过预期，下游电路可能会受到影响。虽然通过瞬态响应可以了解有关系统环路响应的一些信息，但确切的相位裕量和增益裕量只能通过测量来确定。
　　对于使用输出电压检测引脚的情形，环路响应测量与常规测量方法类似。只需在 VOUT 节点和 VOSNS 引脚之间放置一个小值电阻即可。如图 3 所示，将扰动信号施加于该电阻，然后测量环路响应。
　　对于顶部反馈电阻位于模块内部而无法接触的情形，采用新型环路测量技术时需要格外小心。如图 5 所示，必须安装一个并联电阻分压网络，并将扰动信号置于底部反馈电阻和地之间插入的电阻上。务必使并联电阻分压网络尽可能靠近反馈电阻网络，以尽量减少误差。

　

　　具体步骤如下：
　　第 1 步：在 R2 和地之间插入 20 Ω RPERT 电阻。将扰动信号施加于 RPERT。
　　第 2 步：选择 R4，其值应在 500 Ω 至 1 kΩ 范围内。选择 R4 时，要使得 R2 比 R4 大 40 到 100 倍，这样，由 R2 和 R3 组成的电阻网络将在反馈环路的测量中起主导作用。
　　第 3 步：计算并联电阻分压网络比率。n = R2/R4。
　　第 4 步：使用第 3 步中的比率 n 计算 R3 和 CFF2。计算公式为：R3 = R1/n；CFF2 = n × CFF1。
　　第 5 步：重新构建包括前馈电容和电容 CM 的并联电阻分压网络，以消除扰动信号带来的附加电容的影响。如果无法可靠地测量扰动信号的寄生电容，可以通过迭代试验的方式，凭借经验确定 CM 电容。计算公式为：CM = n × CPERT。
　　新型测量方法产生的环路响应与常规方法相同，如图 6 所示。

　

　　借助这种新型测量方法，用户现在无需接触顶部反馈电阻即可确定环路响应。用户不再需要使用带宽有限且误差较大的低效方法，也不必仅依赖负载瞬态响应来评估环路稳定性。