电源纹波怎么测量，纹波和噪声的区别

一. 电源纹波和电源噪声

电源纹波是衡量该电源性能的一个重要参数之一。一提到电源纹波，很多人会把纹波和噪声混为一谈，事实上电源纹波和电源噪声并不是同一个概念，他们是有区别的。

电源纹波

电源纹波是指电源输出时，叠加在稳定的直流电源上的交流成分。一般是由电源自身开关、PWM调节等引起的一种固定频率的波动现象，纹波的频率一般和电源开关频率或者电源输入频率相同。

电源噪声

电源噪声的种类很多，包括多种成分，电源噪声只是一个笼统的说法。电源噪声主要是指叠加在电源上的一种高频成分。主要是来自板上用电器件，随着用电器件内驱动、接收开关变化，电源网络上的电流也会随之变化，电流的变化也引起了电压的波动，这是电源噪声的主要来源。像其他的电磁耦合等也会引起电源噪声，但是所占比重一般很小。

如下图示，使用示波器测量纹波时，上面的尖锐的毛刺就是电源噪声，而有规律的波动就是纹波。

电源纹波和噪声的对比如下表格所示：

二. 电源纹波的测量

一般使用示波器测量电源纹波，测量电源纹波时，合适的示波器设置、测量方法是保证正确测量电源纹波的关键。测量步骤和注意事项如下：

尽可能地使用示波器最灵敏的量程档，因为示波器本身也有噪声，使用最灵敏的量程档可以减小示波器本身噪声的影响
通道耦合要选择示波器的交流耦合，因为纹波属于交流成分带宽限制在20MHz以内，这样对于减小高频噪声会有比较好的效果
因为电源纹波的幅值一般都比较小，探头的衰减比设置为1:1（如果设置为10:1的话，那么很多噪声会被放大，从而导致纹波测量值偏高），另外记得保证示波器的读取比例和探头的衰减比要一致
示波器探头要使用接地环。如果使用了鳄鱼夹那种长长的地线测量的话，对于测量电源纹波时不太适合的，特别是板上存在开关电源的场合。由于开关电源的切换会在空间产生大量的电磁辐射，而示波器探头的长地线又恰好相当于一根天线，这样会把空间的电磁干扰引入到纹波当中，造成纹波的测量值虚高。最简单的验证方法就是，我们把示波器的长地线和探头的前端短接在一起，然后靠近被测电路，这时我们可以观察到示波器有比较大的开关噪声。所以测量时，最好时使用接地环，这样可以避免噪声的引入，导致纹波测量值虚高。测量时，测量的位置要靠近电源的输出端。

三. 电源噪声的测量

电源噪声的测量和电源纹波的测量其实很相似，不过也有稍微的区别。测量方法如下：

通道耦合还是使用交流耦合
带宽一般不做限制，目的是为了获取最真实的情况；
测量时还是要使用接地环，避免鳄鱼夹长长的地线引入无关的噪声；
测量的位置可以不固定。但是一般来说，用电芯片引脚端位置的噪声测量才具有参考意义。

四. 纹波和噪声的改善

纹波改善

对于电源纹波而言，只能抑制，无法去除。因为纹波是由开关管的开关导致或者由其他电源输入进来的，所以我们是无法去除纹波的，只能是尽可能的抑制。主要改善方法有：

优化开关电源的布局布线。
在满足输出电流的情况下，稍微加大电感量（一般来说电感量越大，输出纹波越小，但是对应的动态响应也会变差，而且电感量越大，输出的电流就越小）。
提高开关电源的开关频率。

以上的方法试过之后，纹波的大小还是无法满足要求，那么可以考虑更好带纹波抑制的电源芯片。

噪声改善

相对于纹波，噪声更难改善。一般的改善方法有：

在用电芯片端的电源引脚上放置一定规格、数量的去耦电容，当这些芯片进行工作状态切换时，从而保证电源网络供电的稳定性（就是避免了用电系统影响到了供电系统的稳定，也就是他们出现了耦合，所以这里才叫去耦电容）。
电源供电系统输出端，放置一定规格、数量的旁路电容，避免电源端的高频噪声干扰到用电系统的正常工作。

以上就是我对纹波和噪声分析。

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