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2023年4月13日，致力于亚太地区市场的领先半导体元器件分销商---大联大控股宣布，其旗下诠鼎推出基于高通（Qualcomm）QCC3072芯片的混合式主动降噪TWS耳机方案。

图示1-大联大诠鼎基于Qualcomm产品的混合式主动降噪TWS耳机方案的展示板图

蓝牙技术的不断革新促进了TWS耳机市场的大爆发。随着TWS耳机的用户量逐年增长，消费者对于其功能也产生了新的需求，不仅需要其具有体积小、佩戴舒适等外在的特点，还需要其具备高音质品质以及低功耗等功能特点。在这种需求下，大联大诠鼎基于Qualcomm QCC3072推出了混合式主动降噪TWS耳机方案，该方案具有Aptx、三麦CVC通话降噪、第三代ANC、LE Audio等功能，可以为消费者提供高质量的音频体验。

图示2-大联大诠鼎基于Qualcomm产品的混合式主动降噪TWS耳机方案的场景应用图

QCC3072是Qualcomm旗下的一款用于真正无线耳机的片上系统（SoC），其支持蓝牙v5.3规范、LE Audio Broadcast Receiver（BMR）、LE Audio Unicast Music Receiver （UMR）和立体声录音，并具有低功耗、小体积的特点。在主动降噪功能的设计上，QCC3072使用混合式ANC方法，该方法结合了前馈和反馈噪声消除技术。前馈方法包括使用位于耳塞外部的麦克风来拾取环境噪声，并创建噪声消除信号来抵消噪声。反馈方法包括使用耳机内部的麦克风来接收残余噪声，并达到进一步降低噪声的目的。

图示3-大联大诠鼎基于Qualcomm产品的混合式主动降噪TWS耳机方案的方块图

得益于QCC3072的性能，本方案具有出色的主动降噪功能，这使得用户即使在充满挑战的环境中，也能提供始终如一的高质量音频效果。并且方案具有的长久续航能力，也能让用户无论是在长途旅行还是日常办公中都无惧电量危机。

核心技术优势：

蓝牙v5.3规范，支持LE Audio；

支持LE Audio Broadcast Receiver(BMR)，LE Audio Unicast Music Receiver (UMR)和立体声录音；

支持高通第三代ANC（降噪深度可达-36db）；

支持Google Fast Pair；

支持Google和Amazon语音助手；

支持Aptx adaptive，Aptx Voice，aptX HD。

方案规格：

高通TrueWireless立体声耳机；

180MHz Kalimba™音频DSP；

高性能的24位音频接口；

灵活的PIO控制器和具有PWM支持的LED引脚；

串行接口：UART，位串行器（I²C/ SPI），USB 2.0；

支持Qualcomm^®主动降噪(ANC)–前馈、反馈和混合–以及自适应主动降噪；

aptX，aptX Adaptive和aptX HD，Snapdragon Sound音频；

超小外形99-ball 4.930mm x 3.936mm x 0.57mm，0.4mm pitch WLCSP；

音频接口：24bit I²S，2x DAC（支持差分ClassAB和ClassD）。

如有任何疑问，请登陆【大大通】进行提问，超过七百位技术专家在线实时为您解答。欢迎关注大联大官方微博（@大联大）及大联大微信平台：（公众账号中搜索“大联大”或微信号wpg_holdings加关注）。

关于大联大控股：

大联大控股是全球领先、亚太区最大的半导体元器件分销商*，总部位于台北(TSE:3702)，旗下拥有世平、品佳、诠鼎及友尚，员工人数约5,000人，代理产品供货商超250家，全球79个分销据点，2022年营业额达259.7亿美金。大联大开创产业控股平台，专注于国际化营运规模与在地化弹性，长期深耕亚太市场，以「产业首选．通路标杆」为愿景，全面推行「团队、诚信、专业、效能」之核心价值观，连续22年蝉联「优秀国际品牌分销商奖」肯定。面临新制造趋势，大联大致力转型成数据驱动(Data-Driven)企业，建置在线数字化平台─「大大网」，并倡导智能物流服务(LaaS, Logistics as a Service)模式，协助客户共同面对智能制造的挑战。大联大从善念出发、以科技建立信任，期望与产业「拉邦结派」共建大竞合之生态系，并以「专注客户、科技赋能、协同生态、共创时代」十六字心法，积极推动数字化转型。(*市场排名依Gartner 2023年03月公布数据)

本篇测评由优秀测评者“qinyunti”提供。

01.前言

米尔这款ARM+fpga开发板具备高性能的ARM MPU+多媒体能力，采用i.MX 8M Mini+Artix-7处理器，特别适合多媒体终端开发。本篇就体验搭建ffmpeg开发环境，并进行性能测试，进行视频播放，演示网络视频播放器等。

02.编译过程

交叉编译

下载代码

git clone https://github.com/FFmpeg/FFmpeg.git

cd FFmpeg/

交叉编译

./configure --cross-prefix=aarch64-linux-gnu- --enable-cross-compile --target-os=linux --cc=aarch64-linux-gnu-gcc --arch=arm64 --prefix=/home/lhj/opt/ffmpeg/board --enable-ffmpeg --disable-armv5te --disable-armv6 --disable-armv6t2

WARNING: aarch64-linux-gnu-pkg-config not found, library detection may fail.

make

make install

生成文件如下

· 

lhj@lhj:~/FFmpeg$ tree /home/lhj/opt/ffmpeg/board/
 /home/lhj/opt/ffmpeg/board/
 |-- bin
 |   |-- ffmpeg
 |   `-- ffprobe
 |-- include
 |   |-- libavcodec
 |   |   |-- ac3_parser.h
 |   |   |-- adts_parser.h
 |   |   |-- avcodec.h
 |   |   |-- avdct.h
 |   |   |-- avfft.h
 |   |   |-- bsf.h
 |   |   |-- codec.h
 |   |   |-- codec_desc.h
 |   |   |-- codec_id.h
 |   |   |-- codec_par.h
 |   |   |-- d3d11va.h
 |   |   |-- defs.h
 |   |   |-- dirac.h
 |   |   |-- dv_profile.h
 |   |   |-- dxva2.h
 |   |   |-- jni.h
 |   |   |-- mediacodec.h
 |   |   |-- packet.h
 |   |   |-- qsv.h
 |   |   |-- vdpau.h
 |   |   |-- version.h
 |   |   |-- version_major.h
 |   |   |-- videotoolbox.h
 |   |   |-- vorbis_parser.h
 |   |   `-- xvmc.h
 |   |-- libavdevice
 |   |   |-- avdevice.h
 |   |   |-- version.h
 |   |   `-- version_major.h
 |   |-- libavfilter
 |   |   |-- avfilter.h
 |   |   |-- buffersink.h
 |   |   |-- buffersrc.h
 |   |   |-- version.h
 |   |   `-- version_major.h
 |   |-- libavformat
 |   |   |-- avformat.h
 |   |   |-- avio.h
 |   |   |-- version.h
 |   |   `-- version_major.h
 |   |-- libavutil
 |   |   |-- adler32.h
 |   |   |-- aes.h
 |   |   |-- aes_ctr.h
 |   |   |-- ambient_viewing_environment.h
 |   |   |-- attributes.h
 |   |   |-- audio_fifo.h
 |   |   |-- avassert.h
 |   |   |-- avconfig.h
 |   |   |-- avstring.h
 |   |   |-- avutil.h
 |   |   |-- base64.h
 |   |   |-- blowfish.h
 |   |   |-- bprint.h
 |   |   |-- bswap.h
 |   |   |-- buffer.h
 |   |   |-- camellia.h
 |   |   |-- cast5.h
 |   |   |-- channel_layout.h
 |   |   |-- common.h
 |   |   |-- cpu.h
 |   |   |-- crc.h
 |   |   |-- csp.h
 |   |   |-- des.h
 |   |   |-- detection_bbox.h
 |   |   |-- dict.h
 |   |   |-- display.h
 |   |   |-- dovi_meta.h
 |   |   |-- downmix_info.h
 |   |   |-- encryption_info.h
 |   |   |-- error.h
 |   |   |-- eval.h
 |   |   |-- ffversion.h
 |   |   |-- fifo.h
 |   |   |-- file.h
 |   |   |-- film_grain_params.h
 |   |   |-- frame.h
 |   |   |-- hash.h
 |   |   |-- hdr_dynamic_metadata.h
 |   |   |-- hdr_dynamic_vivid_metadata.h
 |   |   |-- hmac.h
 |   |   |-- hwcontext.h
 |   |   |-- hwcontext_cuda.h
 |   |   |-- hwcontext_d3d11va.h
 |   |   |-- hwcontext_drm.h
 |   |   |-- hwcontext_dxva2.h
 |   |   |-- hwcontext_mediacodec.h
 |   |   |-- hwcontext_opencl.h
 |   |   |-- hwcontext_qsv.h
 |   |   |-- hwcontext_vaapi.h
 |   |   |-- hwcontext_vdpau.h
 |   |   |-- hwcontext_videotoolbox.h
 |   |   |-- hwcontext_vulkan.h
 |   |   |-- imgutils.h
 |   |   |-- intfloat.h
 |   |   |-- intreadwrite.h
 |   |   |-- lfg.h
 |   |   |-- log.h
 |   |   |-- lzo.h
 |   |   |-- macros.h
 |   |   |-- mastering_display_metadata.h
 |   |   |-- mathematics.h
 |   |   |-- md5.h
 |   |   |-- mem.h
 |   |   |-- motion_vector.h
 |   |   |-- murmur3.h
 |   |   |-- opt.h
 |   |   |-- parseutils.h
 |   |   |-- pixdesc.h
 |   |   |-- pixelutils.h
 |   |   |-- pixfmt.h
 |   |   |-- random_seed.h
 |   |   |-- rational.h
 |   |   |-- rc4.h
 |   |   |-- replaygain.h
 |   |   |-- ripemd.h
 |   |   |-- samplefmt.h
 |   |   |-- sha.h
 |   |   |-- sha512.h
 |   |   |-- spherical.h
 |   |   |-- stereo3d.h
 |   |   |-- tea.h
 |   |   |-- threadmessage.h
 |   |   |-- time.h
 |   |   |-- timecode.h
 |   |   |-- timestamp.h
 |   |   |-- tree.h
 |   |   |-- twofish.h
 |   |   |-- tx.h
 |   |   |-- uuid.h
 |   |   |-- version.h
 |   |   |-- video_enc_params.h
 |   |   `-- xtea.h
 |   |-- libswresample
 |   |   |-- swresample.h
 |   |   |-- version.h
 |   |   `-- version_major.h
 |   `-- libswscale
 |       |-- swscale.h
 |       |-- version.h
 |       `-- version_major.h
 |-- lib
 |   |-- libavcodec.a
 |   |-- libavdevice.a
 |   |-- libavfilter.a
 |   |-- libavformat.a
 |   |-- libavutil.a
 |   |-- libswresample.a
 |   |-- libswscale.a
 |   `-- pkgconfig
 |       |-- libavcodec.pc
 |       |-- libavdevice.pc
 |       |-- libavfilter.pc
 |       |-- libavformat.pc
 |       |-- libavutil.pc
 |       |-- libswresample.pc
 |       `-- libswscale.pc
 `-- share
     |-- doc
     |   `-- ffmpeg
     |       |-- bootstrap.min.css
     |       |-- default.css
     |       |-- developer.html
     |       |-- faq.html
     |       |-- fate.html
     |       |-- ffmpeg-all.html
     |       |-- ffmpeg-bitstream-filters.html
     |       |-- ffmpeg-codecs.html
     |       |-- ffmpeg-devices.html
     |       |-- ffmpeg-filters.html
     |       |-- ffmpeg-formats.html
     |       |-- ffmpeg-protocols.html
     |       |-- ffmpeg-resampler.html
     |       |-- ffmpeg-scaler.html
     |       |-- ffmpeg-utils.html
     |       |-- ffmpeg.html
     |       |-- ffprobe-all.html
     |       |-- ffprobe.html
     |       |-- general.html
     |       |-- git-howto.html
     |       |-- libavcodec.html
     |       |-- libavdevice.html
     |       |-- libavfilter.html
     |       |-- libavformat.html
     |       |-- libavutil.html
     |       |-- libswresample.html
     |       |-- libswscale.html
     |       |-- mailing-list-faq.html
     |       |-- nut.html
     |       |-- platform.html
     |       `-- style.min.css
     |-- ffmpeg
     |   |-- examples
     |   |   |-- Makefile
     |   |   |-- README
     |   |   |-- avio_list_dir.c
     |   |   |-- avio_reading.c
     |   |   |-- decode_audio.c
     |   |   |-- decode_video.c
     |   |   |-- demuxing_decoding.c
     |   |   |-- encode_audio.c
     |   |   |-- encode_video.c
     |   |   |-- extract_mvs.c
     |   |   |-- filter_audio.c
     |   |   |-- filtering_audio.c
     |   |   |-- filtering_video.c
     |   |   |-- http_multiclient.c
     |   |   |-- hw_decode.c
     |   |   |-- metadata.c
     |   |   |-- muxing.c
     |   |   |-- qsv_transcode.c
     |   |   |-- qsvdec.c
     |   |   |-- remuxing.c
     |   |   |-- resampling_audio.c
     |   |   |-- scaling_video.c
     |   |   |-- transcode_aac.c
     |   |   |-- transcoding.c
     |   |   |-- vaapi_encode.c
     |   |   `-- vaapi_transcode.c
     |   |-- ffprobe.xsd
     |   |-- libvpx-1080p.ffpreset
     |   |-- libvpx-1080p50_60.ffpreset
     |   |-- libvpx-360p.ffpreset
     |   |-- libvpx-720p.ffpreset
     |   `-- libvpx-720p50_60.ffpreset
     `-- man
         |-- man1
         |   |-- ffmpeg-all.1
         |   |-- ffmpeg-bitstream-filters.1
         |   |-- ffmpeg-codecs.1
         |   |-- ffmpeg-devices.1
         |   |-- ffmpeg-filters.1
         |   |-- ffmpeg-formats.1
         |   |-- ffmpeg-protocols.1
         |   |-- ffmpeg-resampler.1
         |   |-- ffmpeg-scaler.1
         |   |-- ffmpeg-utils.1
         |   |-- ffmpeg.1
         |   |-- ffprobe-all.1
         |   `-- ffprobe.1
         `-- man3
             |-- libavcodec.3
             |-- libavdevice.3
             |-- libavfilter.3
             |-- libavformat.3
             |-- libavutil.3
             |-- libswresample.3
             `-- libswscale.3
 
 
 19 directories, 234 files
 lhj@lhj:~/FFmpeg$

开发板上部署

将bin文件复制到windows下

cp /home/lhj/opt/ffmpeg/board/bin/* /mnt/d

将lib文件复制到windows下

cp /home/lhj/opt/ffmpeg/board/lib/* /mnt/d

再将上述lib文件*.a导入到开发板的/usr/lib目录下

将ffmpeg和ffprobe导入到~目录下

测试

chmod +x ffmpeg ffprobe

root@myd-jx8mma7:~# ./ffmpeg
 ffmpeg version N-109734-g806ecace91 Copyright (c) 2000-2023 the FFmpeg developers
   built with gcc 9 (Ubuntu 9.4.0-1ubuntu1~20.04.1)
   configuration: --cross-prefix=aarch64-linux-gnu- --enable-cross-compile --target-os=linux --cc=aarch64-linux-gnu-gcc --arch=arm64 --prefix=/home/lhj/opt/ffmpeg/board --enable-ffmpeg --disable-armv5te --disable-armv6 --disable-armv6t2
   libavutil      57. 44.100 / 57. 44.100
   libavcodec     59. 60.100 / 59. 60.100
   libavformat    59. 37.100 / 59. 37.100
   libavdevice    59.  8.101 / 59.  8.101
   libavfilter     8. 56.100 /  8. 56.100
   libswscale      6.  8.112 /  6.  8.112
   libswresample   4.  9.100 /  4.  9.100
 Hyper fast Audio and Video encoder
 usage: ffmpeg [options] [[infile options] -i infile]... {[outfile options] outfile}...
  
 Use -h to get full help or, even better, run 'man ffmpeg'
 root@myd-jx8mma7:~#

root@myd-jx8mma7:~# ./ffprobe
 ffprobe version N-109734-g806ecace91 Copyright (c) 2007-2023 the FFmpeg developers
   built with gcc 9 (Ubuntu 9.4.0-1ubuntu1~20.04.1)
   configuration: --cross-prefix=aarch64-linux-gnu- --enable-cross-compile --target-os=linux --cc=aarch64-linux-gnu-gcc --arch=arm64 --prefix=/home/lhj/opt/ffmpeg/board --enable-ffmpeg --disable-armv5te --disable-armv6 --disable-armv6t2
   libavutil      57. 44.100 / 57. 44.100
   libavcodec     59. 60.100 / 59. 60.100
   libavformat    59. 37.100 / 59. 37.100
   libavdevice    59.  8.101 / 59.  8.101
   libavfilter     8. 56.100 /  8. 56.100
   libswscale      6.  8.112 /  6.  8.112
   libswresample   4.  9.100 /  4.  9.100
 Simple multimedia streams analyzer
 usage: ffprobe [OPTIONS] INPUT_FILE
  
 You have to specify one input file.
 Use -h to get full help or, even better, run 'man ffprobe'.
 root@myd-jx8mma7:~#

性能测试

https://www.sample-videos.com/index.php#sample-mp4-video下下载测试视频改名为test.mp4

导入到开发板。

./ffmpeg -benchmark -i test.mp4 -f null -

打印如下

· 

· 

root@myd-jx8mma7:~# ffmpeg -benchmark -i test.mp4 -f null -
 -sh: ffmpeg: command not found
 root@myd-jx8mma7:~# ./ffmpeg -benchmark -i test.mp4 -f null -
 ffmpeg version N-109734-g806ecace91 Copyright (c) 2000-2023 the FFmpeg developers
   built with gcc 9 (Ubuntu 9.4.0-1ubuntu1~20.04.1)
   configuration: --cross-prefix=aarch64-linux-gnu- --enable-cross-compile --target-os=linux --cc=aarch64-linux-gnu-gcc --arch=arm64 --prefix=/home/lhj/opt/ffmpeg/board --enable-ffmpeg --disable-armv5te --disable-armv6 --disable-armv6t2
   libavutil      57. 44.100 / 57. 44.100
   libavcodec     59. 60.100 / 59. 60.100
   libavformat    59. 37.100 / 59. 37.100
   libavdevice    59.  8.101 / 59.  8.101
   libavfilter     8. 56.100 /  8. 56.100
   libswscale      6.  8.112 /  6.  8.112
   libswresample   4.  9.100 /  4.  9.100
 Input #0, mov,mp4,m4a,3gp,3g2,mj2, from 'test.mp4':
   Metadata:
     major_brand     : isom
     minor_version   : 512
     compatible_brands: isomiso2avc1mp41
     creation_time   : 1970-01-01T00:00:00.000000Z
     encoder         : Lavf53.24.2
   Duration: 00:02:50.86, start: 0.000000, bitrate: 1474 kb/s
   Stream #0:0[0x1](und): Video: h264 (Main) (avc1 / 0x31637661), yuv420p(progressive), 1280x720 [SAR 1:1 DAR 16:9], 1086 kb/s, 25 fps, 25 tbr, 12800 tbn (default)
     Metadata:
       creation_time   : 1970-01-01T00:00:00.000000Z
       handler_name    : VideoHandler
       vendor_id       : [0][0][0][0]
   Stream #0:1[0x2](und): Audio: aac (LC) (mp4a / 0x6134706D), 48000 Hz, 5.1, fltp, 383 kb/s (default)
     Metadata:
       creation_time   : 1970-01-01T00:00:00.000000Z
       handler_name    : SoundHandler
       vendor_id       : [0][0][0][0]
 Stream mapping:
   Stream #0:0 -> #0:0 (h264 (native) -> wrapped_avframe (native))
   Stream #0:1 -> #0:1 (aac (native) -> pcm_s16le (native))
 Press [q] to stop, [?] for help
 Output #0, null, to 'pipe:':
   Metadata:
     major_brand     : isom
     minor_version   : 512
     compatible_brands: isomiso2avc1mp41
     encoder         : Lavf59.37.100
   Stream #0:0(und): Video: wrapped_avframe, yuv420p(progressive), 1280x720 [SAR 1:1 DAR 16:9], q=2-31, 200 kb/s, 25 fps, 25 tbn (default)
     Metadata:
       creation_time   : 1970-01-01T00:00:00.000000Z
       handler_name    : VideoHandler
       vendor_id       : [0][0][0][0]
       encoder         : Lavc59.60.100 wrapped_avframe
   Stream #0:1(und): Audio: pcm_s16le, 48000 Hz, 5.1, s16, 4608 kb/s (default)
     Metadata:
       creation_time   : 1970-01-01T00:00:00.000000Z
       handler_name    : SoundHandler
       vendor_id       : [0][0][0][0]
       encoder         : Lavc59.60.100 pcm_s16le
 frame= 4271 fps=222 q=-0.0 Lsize=N/A time=00:02:50.83 bitrate=N/A speed=8.87x    
 video:2002kB audio:96108kB subtitle:0kB other streams:0kB global headers:0kB muxing overhead: unknown
 bench: utime=67.061s stime=2.796s rtime=19.272s
 bench: maxrss=40720kB
 root@myd-jx8mma7:~#

对比在PC上的测试结果

bench: utime=8.169s

bench: maxrss=107384kB

开板上大概是PC上2.5分之一的效率。这相对对于2th Gen Intel(R) Core(TM) i5-12500H   2.50 GHz处理器切实固态硬盘的电脑来说，嵌入式开发板的性能已经算不错了，单纯针对这一点几乎可以媲美PC使用了。

03.网络视频点播终端

./ffmpeg -re -i test.mp4 -an -vcodec copy -f rtp rtp://192.168.2.100:5004

打印如下

root@myd-jx8mma7:~# ./ffmpeg -re -i test.mp4 -an -vcodec copy -f rtp rtp://192.168.2.100:5004
 ffmpeg version N-109734-g806ecace91 Copyright (c) 2000-2023 the FFmpeg developers
   built with gcc 9 (Ubuntu 9.4.0-1ubuntu1~20.04.1)
   configuration: --cross-prefix=aarch64-linux-gnu- --enable-cross-compile --target-os=linux --cc=aarch64-linux-gnu-gcc --arch=arm64 --prefix=/home/lhj/opt/ffmpeg/board --enable-ffmpeg --disable-armv5te --disable-armv6 --disable-armv6t2
   libavutil      57. 44.100 / 57. 44.100
   libavcodec     59. 60.100 / 59. 60.100
   libavformat    59. 37.100 / 59. 37.100
   libavdevice    59.  8.101 / 59.  8.101
   libavfilter     8. 56.100 /  8. 56.100
   libswscale      6.  8.112 /  6.  8.112
   libswresample   4.  9.100 /  4.  9.100
 Input #0, mov,mp4,m4a,3gp,3g2,mj2, from 'test.mp4':
   Metadata:
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复制如下部分：

在PC端新建demo.sdp文件,粘体上述内容，然后使用VLC打开该sdp文件(VLC的安装网上搜索即可)。

可以看到视频开始播放：

04.总结

本文进行了ARM+fpga开发板的ffmpeg开发环境的搭建，并在ARM+fpga开发板上测试了ffmpeg的解码性能，以及实现了网络视频播放的Demo。综上可以看出米尔这块ARM+fpga开发板开发板的多媒体性能是非常不错的，完全满足多媒体终端的应用场景。

开关电源为什么要测控制环路响应

当你发现信号完整性不好时， 会不会是电源完整性带来的问题？当你发现时钟抖动很大时，会不会是电源质量不好？当你发现系统有误码时，会不会是电源的控制环路不稳定？电源完整性(PI)和信号完整性(SI)是相互影响的，信号质量不好，大概率电源不好，电源质量不好，信号质量肯定不好。

电源测试的三餐四季，人间烟火，不仅要测纹波噪声，还要测环路响应，让你的电源也有诗和远方。

随着电力电子技术的快速发展，电子设备与我们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，大部分电源和稳压器是为指定电流范围内保持稳定低噪声的电压输出而设计的。

开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关晶体管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源。

开关电源是一种高频开关式的能量变换电子电路，经常作为设备的电源供应，为保证输出对输入的准确响应，负反馈技术被广泛应用于电源稳压器、稳压器、电压基准芯片、运算放大器以及其它电子电路中。就电源稳压器来说，输入为一个准确的电压基准，负反馈的作用是通过取样输出电压与输入电压基准比较，存在差异或不正确信号时，进行放大并修正输出。当反馈环路稳定下来，输出将收敛于准确的电压值。当反馈环路处于非稳态时，那么输出结果将偏离或持续振荡。

理想的电源响应快，保持恒定输出，而又没有过多的振铃或振荡。控制环路测量有助于表征电源怎样对输出负载条件变化作出响应。控制环路稳定性不好会影响输出噪声、电源抑制比以及负载阶跃响应的性能等。这些性能不好将导致更多的系统性能变差，例如：时钟抖动变大、信噪比降低、信号完整性不好、系统误码率增加等。

负反馈环路的好坏直接影响电源平稳输出的能力，因此开关电源环路响应测试非常重要，大多数工程师都是基于其产品输出性能指标来反推环路特性，因此无法得到实际的环路增益曲线做针对性的电路整改，也无法判断相位裕度是否合适，最终导致无法保证设计产品的可靠性和稳定性。因此，要关注控制环路稳定性，必须要对开关电源的控制环路响应进行测试和验证。

开关电源的环路响应测试如此重要，今天我们聊聊如何利用高精度实时示波器进行电源控制环路响应测试。

开关电源负反馈系统

在电源设计中，控制环路测量有助于表征电源对输出负载条件变化、输入电压变化、温度变化等怎样作出响应。理想的电源响应快，保持恒定输出，而又不会有过多的振铃或振荡。这通常通过控制电源和负载之间元器件(一般是MOSFET)的快速开关来实现。不稳定的电源或稳压器可能会振荡，导致控制环路带宽上出现非常大的明显纹波，这种振荡还可能会导致EMI 问题。

上图是电源的环路响应测试的等效框图，其中A(jω)为负反馈系统中的输入，R(jω)为负反馈系统的输出，D(jω)为反馈量，E(jω)为误差信号；通过简单的数学运算，可计算出输出与输入之间的关系：

我们把上面的公式为闭环响应Closed-loop Response),称T(jω)=P(jω)Q(jω)为开环响应(Open-loop Response)，简称环路响应(Loop Response)，表明的是信号在环路中绕行一周的效果。

我们想要负反馈系统一直保持其负反馈的特性，从而得到我们所需的输出，可是负反馈系统并不总是能保持负反馈的特性。系统在所需范围内保持负反馈的特性的能力称为稳定性。系统不稳定的数学条件为：

T(jω)=P(jω)Q(jω)=-1

上面的数学条件对于工程来说，太严格，并且在实际电路中，P和Q都受环境等影响而变化，因此引入裕度(Margin)的概念。

相位裕度(Phase Margin)：增益为1，即0dB的时候，相位不能等于-180°。此时离-180°的距离即为相位裕度，即180°+∠P(jω)Q(jω)@ |P(jω)Q(jω)|=1。

增益裕度(Gain Margin)：相位为-180°时，增益不能为1(0dB)。此时离增益为1的距离即为增益裕度，即-20lg|P(jω)Q(jω)|@ ∠P(jω)Q(jω)=-180°。

使用开环响应来评价闭环系统的稳定性，通常利用伯德图表示，简单直观，易于工程操作，广受欢迎。

电源环路稳定性的指标

何评定开关电源环路响应稳定的指标？开环特性是一个重要的参数，表征负反馈系的稳定性，一般利用相位裕度(Phase Margin)和增益裕度(Gain Margin)来评定。下面来看看相位裕度、增益裕度、穿越频率 (Crossover Frequency)的定义。

(1) 相位裕度：增益降到 0dB时，此时离-180°的距离即为相位裕度，即增益Gain=0dB时，相位裕度=φ-(-180°)。

(2) 增益裕度：增益曲线在相频曲线达到-180°的频率处对应的增益，即φ=-180°时，增益裕度=0-增益Gain(dB)。

(3) 穿越频率：增益为 0dB时所对应的频率值。

为了减小测量误差，实测一般选取5Ω-10Ω的电阻；干扰信号的大小一般要求其幅度不能超过输出电压的5%，否则测出来的结果是不准确的。

工程中一般认为在室温和标准输入、正常负载条件下，开环回路增益为 0dB(无增益 )的情况下环路的相位裕量要求大于 45°，以确保系统在各种误差和参数变化情况下的稳定性。当负载特性、输入电压变化较大时，需考虑在所有负载状况下以及输入电压范围内的环路相位裕量应大于 30°。穿越频率，又称为频带宽度，频带宽度的大小可以反映控制环路响应的快慢。一般认为带宽越宽，其对负载动态响应的抑制能力就越好，过冲、欠冲越小，恢复时间也就越快，系统从而可以更稳定。但是由于受到右半平面零点的影响，以及原材料、运放的带宽不可能无穷大等综合因素的限制，电源的带宽也不能无限制提高，一般取开关频率的1/20至1/6。增益裕量表示控制系统保持稳定条件下所能承受的最大增益扰动。

环路响应测试需要的设备

利用示波器进行电源的环路响应测试，首先需要一台高精度实时示波器；其次需要信号源，可以内置在实时示波器的函数发生器，也可以外置的信号源；还需要两根1:1或2:1的电压探头，最后需要Picotest的J2100A(1Hz–5MHz)或J2101A(10Hz–45MHz)1:1注入变压器，通过这个变压器把信号源的输出信号耦合到被测电路中去。

环路响应测试中的信号注入

1)如何完成信号注入

从上图，直观上讲，这个时候应该环路响应为：V_y/V_x =-T(s)，负号的产生来自负反馈，实际情况比这个直观结果稍微复杂一些。等效电路基于一个简单的事实：Vinj = Vy-Vx。

2)信号注入位置的选择

要完成环路响应测试，并不能在环路的任何位置都可以插入注入电阻，而是对注入位置有一定的要求，一般建议串入的电阻合适位置，见下图红色的部分。V_inj = V_y

3)如何选择注入电阻的大小

前面讨论完注入位置，那么串联到环路中的电阻阻值的大小为多少? 最关键的是，把电阻插入到环路中，不能影响环路的稳态值。实际上是要求一个小的注入电阻。一般分压反馈电阻网络的电阻值至少在k欧姆级别以上，因此小于20欧姆的电阻是合适的，一般建议插入5至20欧姆的电阻。

4)如何选择注入幅度大小

确定了注入电阻位置和大小之后，下一步我们就需要确定注入幅度的大小，当信号源设置的电压 为VAFG，在注入电阻两端的电压 Vinj并不等于信号源的设置值 VAFG，Rinj是注入电阻，RAFG是信号源AFG的输出阻抗，Vinj是注入电阻两端的幅度，VAFG是信号源AFG的输出幅度，由于隔离变压器的匝数比为 1:1，注入幅度Vinj与AFG的输出幅度VAFG之间的关系见下面的公式:

举个例子：假设信号发生器AFG的幅度为250mV，AFG设置阻抗为50欧姆，那么AFG的戴维南等效电路为一个理想的电压源500mV串联一个50欧姆内阻，注入电阻为5欧姆，那么注入电压大致为500mV*5/(50+5)=45.45mV。

注入幅度大小的限制：

a)若没有其它的要求，一般可以从电源输出电压的1/10~1/20开始，进行试探；

b)不能破坏环路的小信号条件；

c)若开关环路中存在阈值电路，则注入的电压不能使得阈值电路的电压低于阈值。

5) 注入不同幅度影响测试结果

注入不同幅度的大小影响测试结果，注入电压太小，被淹没在噪声之中，低频部分测不准，而在高频段， 情况刚好相反，注入电压太大，高频部分测试会出现失真。因此，建议在低频处施加大的注入电压，在高频处施加小的注入电压，这样测试更准确。

-V

环路响应测试连接图

上图是开关电源环路响应实际测试连接图。下面是测试连接步骤，供参考。

Step1：把分压电阻和输出电压断开，串入一个5至20欧姆注入电阻；

Step2：把两根1:1或2:1电压探头一端连接到示波器的两个通道， 两根探头的另一端分别连接到注入电阻上端到地电压和注入电阻下端到地电压，注意接地；

注意事项：建议使用1:1或2:1无源电压探头才能更好地降低示波器底噪和电源开关噪声的影响，提高测试精度。缩短探头的地线长度对提高测试精度有很大的帮助。

Step3：把外部信号源AFG或示波器内置AFG输出通过BNC电缆连接到Picotest 的1:1注入变压器 J2100A，然后利用香蕉头和夹子线连接到注入5欧姆电阻两端，通过这个1:1注入变压器将AFG输出信号耦合到负反馈电路中去。

Step4：利用实时示波器环路响应测试软件完成自动测试，可得到开关电源增益曲线和相位曲线，并自动计算出增益裕度和相位裕度以及穿越频率。

Step5：实际测试中，通常利用电子负载进行拉载，分别全载、半载、空载几种情况下进行测试。

相关示波器产品，请点击https://m-dev.tek.com.cn/product-series/mso5-series。查看完整原文或电源环路响应实测视频，可扫码【测试测量加油站】即可收看。

凭借IAR的全新安全解决方案，嵌入式开发人员即使是在软件开发过程的后期阶段，也能轻松地为现有应用植入可靠的安全性，并直接投入生产

嵌入式开发软件和服务的全球领导者IAR宣布推出IAR Embedded Secure IP解决方案，以帮助开发者即使在产品项目周期的后期，也能够为其固件应用植入嵌入式安全方案。

通过IAR Embedded Secure IP解决方案，软件经理、工程师和项目经理可以在设计过程中的任何阶段，甚至是生产和制造阶段，以独特、灵活且安全的方式快速升级他们的现有产品。在确保软件安全后，用户可以使用IAR嵌入式安全解决方案的硬件安全组件（HSM），自主将软件安全地部署到设备上，亦或是同IAR认可的合作伙伴一起，如Hi-Lo Systems或EPS Global，进行安全量产。

由于安全立法和安全要求越来越严格，嵌入式开发者需要灵活地在产品项目周期的任何阶段为其产品的固件应用增添安全特性。

有了IAR Embedded Secure IP，使用以MCU为中心的系统的开发者不必重置其软件开发过程。即使是在开发阶段后期，开发者仍然可以轻松地将嵌入式安全性整合在固件应用中，该解决方案通过数据混淆处理来保护敏感数据和加密程序，以避免隐藏可执行的应用程序。IAR Embedded Secure IP按照最新数据保护标准，借助数字签名和设备密钥，实现了动态支持用户特定的密钥创建、注入和配置，充分利用独特的设备身份或特征提供克隆保护，并为用户的IP提供防护。

IAR Embedded Secure IP对开发者的代码和应用程序进行加密，并将用户受保护的知识产权传送给特定的认证设备。其“防克隆”特性为软件应用程序和设备硬件生成唯一的标识以避免生产制造过程中的仿冒和过度生产；另外，“主动IP保护”特性则通过加密保证设备安全访问，确保用户知识产权，如应用程序、库和其他资产的安全。

利用IAR Embedded Secure IP，用户甚至可以在开发过程的后期阶段中实现安全功能。为了给用户提供最友好的使用体验，IAR Embedded Secure IP与所有的第三方库和第三方安全启动管理机制高度兼容。IAR提供小而简的代码工具，即使是在内存容量较小的低成本设备中也能轻松整合安全功能。

IAR嵌入式安全解决方案产品营销高级经理Ada Lu表示：“IAR Embedded Secure IP可以在产品项目周期的任何阶段将安全性毫不费力地纳入其中。凭借我们保障后期安全性的工具，用户可以在其研发过程中保持灵活性，并为未来的安全需求做好准备”。

欲了解更多关于IAR Embedded Secure IP的信息，请访问www.iar.com/eSecIP。欲了解更多关于IAR的 “Security Made Simple（安全让一切变得简单）” 产品系列的信息，请访问www.iar.com/security。

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