电源纹波很大?如何用示波器测试到最准确的电源纹波
纹波定义: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。由于滤波后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
1. 最大纹波电压。
在额定输出电压和负载电流下,输出电压的纹波(包括噪声)的绝对值的大小,通常以峰峰值或有效值表示
2. 纹波系数Y(%):
在额定负载电流下,输出纹波电压的有效值Urms与输出直流电压Uo之比,既y=Urms/Uo x100%
3. 纹波电压抑制比。
在规定的纹波频率(例如50HZ)下,输出电压中的纹波电压Ui与输出电压中的纹波电压Uo之比,即:
纹波电压抑制比=Ui/Uo
测量电源纹波本身有一定技巧性,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,如果使用方法不合适,会得出错误的结论,从而影响对系统性能的正确判断。
如何正确使用示波器测试电源纹波呢?
1.电源的纹波属于一种交流噪声,其中绝大多数是前面电路的调制频率(比如DCDC的开关频率),但是它同时也会包含有来自元器件的各种噪声,外界的干扰噪声等。
首先我们要保证示波器探头获取的是需要的纹波电压,不包含其他高频和干扰成分。通常,示波器探头都有一个外部连接地线的夹子,还有一个弹簧探针。我们在测试纹波电压的时候,抛弃连线夹子,使用接地弹簧作为地线接触点,这样可以形成最小的回路,避免从其他电路获取到非纹波的其他噪声。
如图所示,在测试的时候要保证接触良好,不稳定的接触会带来不确定的测试结果。
2.示波器探头要使用无源探头x1档位
10:1的探头(X10)会把被测信号衰减10倍再送入示波器,然后示波器再对被测信号进行10倍的数学放大。 如果被测信号幅度本身就小,再衰减10倍可能就淹没在示波器的底噪声里了,不能真实的反应出来被测试噪声的情况。所以对于电源纹波噪声的测量应该使用小衰减比的探头,比如1:1的探头。
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。所以最好选择不低于20MHz的带有1X的探头测试。
3、 带宽限制:电源纹波噪声测试场合使用20MHz的带宽限制,过滤掉其他高频噪声。很多电磁噪声和示波器的底噪声都是宽带的,设置合适的带宽限制滤除额外的噪声。
4. 测量量程:通常会在小量程档下(比如10mv/格或20mv/格)进行电源纹波的测试。量程打得越大,示波器的底噪声越高,X轴选择100us/格或者1ms/格。
5. 使用示波器的AC耦合功能把直流隔离掉再进行纹波噪声测试,方便观测波形。
6. 输入阻抗:很多示波器有50欧姆和1M欧姆的输入阻抗选择,通常50欧姆输入阻抗下示波器的底噪声更低。纹波测试选择1M欧姆
示波器的设置如下图所示:
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