交越频率

交越频率是振动特征量由一种关系变为另一种关系的频率点，是由产品的使用环境和振动台能力等综合因素决定的。在交越频率以下,以振幅为控制特征量，在交越频率以上,以加速度为控制特征量。

简介交越频率—— （交界频率）在振动环境试验中，振动特征量由一种关系变为另一种关系的频率。例如：交越频率是由等位移–频率关系变为等加速度–频率关系时的频率。

交越频率与交越点对只有一个交越点的试验，通常是交越点以下定位移，因为低频时对产品影响的主要是位移景。交越点以上定加速度，因为在交越点以上的位移量很小，加速度幅值很大，根据加速度正比于作用力的原理，此时，对产品影响的主要是加速度量。对有多个交越点的试验，可以定位移一定加速度一定位移一定加速度等，也可以定位移一定速度一定加速度等。

只要知道其中的两个量，就可以算出第三个量。在扫频试验中，交越频率以下是定位移扫频。即在扫频过程中位移恒定，而加速度幅值将随着频率的增高而增高，到交越频率上正好增加到定加速度扫频时的加速度幅值。此后频率继续增加，位移幅值越来越小，而加速度幅值则恒定不变。可见在交越频率上，位移幅值和加速度幅值都达到了规定值。也就是说在交越点上，用定位移幅值和交越频率代入式求出的加速度幅值正好等于定加速度扫频时的加速度幅值。同样，用定加速度幅值和交越频率代入式求出的值正好等于定位移的幅伉。所以知道了位移幅值和加速度幅值后，则可算出交越频率。

温度系数补偿与高环路交越频率的基准电路随着便携式应用的不断深入，便携式电子设备的体积越来越小。开关电源作为便携式电子产品的主要供电模块，其所占用空间也必须越来越小。为了在有效的缩小开关电源体积的同时维持其带载能力的不变，我们需要提高开关电源的工作频率1，这就对其内部集成的基准电压模块的高频电源抑制比(PSRR)性能提出了更高的要求。

除了电源抑制比之外，输出电压的温度稳定性也是基准电压源一个重要的性能指标。当前很多实现了二阶温度曲率补偿的带隙基准结构非常复杂，这会引入较大的器件失配引起的输出失调电压。这个失调电压会使得基准的输出电压偏离原始设计的中心值，从而使得基准输出电压的温度系数达不到设计目标，甚至是比没有补偿时更差。

针对以上两个问题，本文在分析对比了两种结构的带隙基准之后，结合它们的各自优点，确定了所设计的带隙基准的主体结构。同时本文从器件选型和电路结构优化这两个方面入手，提出以下三个改进方法:第一、采用负温度系数的电阻，进行二阶温度曲率补偿。第二、在Brokaw带隙基准结构的基础上增加了一个电阻和NPN三极管，用于在高温时对基准输出电压的温度系数进行直接的调整。第三、在对Brokaw结构进行深入小信号分析的基础上，提出了一种新的在Brokaw结构中引入零点的方法。通过零点的引入，有效地提高了带隙基准环路的交越频率，从而优化了带隙基准的高频PSRR性能。以上的各个改进都通过仿真验证了其有效性。

在进行了上面的分析设计之后，作者利用Hspice软件对新设计的带隙基准电路进行了整体仿真。从仿真结果可以看出，新设计的带隙基准电压源的输出电压温度系数与电源抑制比性能都得到了优化，达到了预期的目的。

本词条内容贡献者为:

王宁 - 副教授 - 西南大学