如何用示波器正确测量电源纹波

纹波：理想状态时，电源输出的直流电压应为一固定值，但是很多时候它是通过交流电压整流、滤波后得来的。由于滤波不干净或多或少会有剩余的交流成分，这种包含周期性与随机性成分的杂波信号我们称之为纹波。

即便是用电池供电也会因负载的波动而产生波纹。较大的纹波会对高速信号质量产生干扰，影响CPU与GPU正常工作，所以这个数值越小越好。所以为了保证电源的电压输出质量，需要对给电路板供电的AC/DC或DC/DC模块的输出纹波进行测量。而纹波的测量方法对于其该项指标的确定会产生非常大的影响，今天安泰测试Agitek就简单给大家演示一下示波器测电源波纹的一些注意事项。

通过示波器测试电源纹波时，只有采取正确的测量方法，才能得到准确的测量数值。如何正确使用示波器测试电源纹波呢？以下几点为使用示波器测试纹波时需要注意的几点：

1、 示波器要选择20MHz的带宽限制。一般开关电源输出的纹波在DC~20MHz范围。而高频同步开关噪声和信号反射等引起的噪声在DC~1GHz范围。所以此设置可以滤除高频噪声，避免高频噪声对纹波测量造成影响。

下图为纹波与噪声的示意图。A：纹波+噪声；B：纹波；C：噪声。

2、 示波器探头接地线尽量短。通常建议去掉探头帽，使用探头自带的接地弹簧来接地，这样可避免由探针与地线形成的类天线环路耦合进电路中的噪声。

3、 尽量选择有1X的示波器探头。可避免由示波器本身噪声引起的纹波误差。因为探头端对信号进行衰减后，为了在示波器上仍读取实际信号电压值，示波器会通过设置的探头比对信号进行运算。如使用10X衰减探头，实际进入示波器的信号衰减为1/10，为了在示波器上显示真实电压值，示波器上探头比需设为10X，示波器会将所得信号乘10后进行显示。而探头本身的噪声是不会因探头的衰减而衰减，所以乘10后所得的噪声会变大。对于测试的纹波较小时会产生影响。此外，很多探头1X时的带宽只有不足10MHz，会使高于10MHz的纹波衰减造成实际测试的纹波偏小。所以建议选择不低于20MHz的带有1X的探头测试。如RIGOL PVP2000探头，1X时带宽为35MHz，可满足纹波测试带宽要求。

4、示波器的通道耦合方式选择交流，可以将直流电压隔离，方便信号观测。因为纹波是叠加在直流信号上的，相较于直流电压，其数值较小。所以需要将垂直刻度调小，并调节垂直偏移才可以看到纹波信号。此外由于示波器的垂直偏移范围可调范围是有限制的，所以当直流信号过大时可能会导致无法看到纹波。所以选择交流耦合可以只显示交流纹波信号，方便观测波形。

5、如果使用隔离电源时要保证示波器的电源地与被测电源地隔离，避免引入共模干扰。

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(1) 将待测信号送至示波器的垂直输入端。
(2)确定直流电压的极性。将示波器的输入耦合开关置于"GND''档，调节垂直位移旋钮，将荧光屏上的水平亮线(时基线)移至荧光屏的中央位置，即水平坐标轴上。调整垂直灵敏度开关于适当档位，将示波器的输入耦合开关置于"DC"档，观察水平亮线的偏转方向（灵敏度不合适时，亮线可能消失，此时需要调整灵敏度）。若向上偏转，则被测直流电压为正极性，若向下偏转，则被测直流电压为负极性。
(3)定零电压线。将示波器的输入耦合开关置于"GND'：档，调节垂直位移旋钮，将荧光屏上的水平亮线(时基线)向与其极性相反的方向移动，置于荧光屏的最顶端或最底端的坐标线上，即被测电压为正极性，就将时基线移至最底端的坐标线上，反之则将时基线移至最顶端的坐标线上，此时基线所在位置即为零电压所在位置，在此后的测量中不能再移动零电压线。即不能再调节垂直位移旋钮。
(4)将示波器的输入耦合开关置于"DC"档，调整垂直灵敏度开关于适当档位，读出此时荧光屏上水平亮线与零电压线之间的垂直距离Y(如图1.2.12所示)，将Y乘以示波器的垂直灵敏度即可得到被测电压Ux的大小，即Ux＝SY×Y。

扩展资料

示波器测量波形时有两种输入方法，直流输入和交流输入。

采用直流输入方法检测时，被测信号的直流分量和交流分量是一起被输入进去，在示波器的屏幕上既可以看到信号的直流分量和交流分量；采用交流输入方法检测时，被测信号只有交流分量被输入示波器，直流分量被挡住无法输入，在示波器的屏幕上只能显示交流分量。

对于被测信号，如果仅仅是用于观察它的交流分量，那看到是采用交流输入，但对于含有较大直流分量的交直流混合信号，一般也是选用交流输入，因为对被测信号进行放大时，对信号的交直流分量是共同放大的，当交流分量被放大到能观察清楚时，直流分量也被放大了许多，这时在示波器的屏幕就会有很大的偏移，导致位移调节无法调回。

对于纯交流的信号，采取哪种方法都可以，因为它没有直流分量，就不会出现基线偏移的问题。用示波器测直流电流的方法是使用“取样电阻法”。

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