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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