一、 什么是电源纹波
电源纹波是指叠加在直流电源输出的电压或电流中的交流成分。这种波动通过示波器进行测量时,可以观察到尖锐的毛刺代表电源噪声。
电源纹波的产生主要有以下几个原因:
(1)电源开关元件的开关行为:如变压器、整流器等在工作时的周期性开关会导致输出电压的周期性变化。
(2)电源滤波元件的限制:尽管滤波元件用于消除或减小纹波,但由于其特性和性能限制,无法完全消除纹波。
(3)电源输入信号的不稳定性:外部因素如电网电压波动、线路噪声等会影响电源输出,导致纹波的产生。
(3)负载变化:负载的变化需要电源调整输出电压,这可能引起输出电压的瞬时变化,从而产生纹波。
电源纹波对电子设备有诸多不利影响,包括:
(1)功能干扰:纹波可能传播到其他电路中,干扰正常的信号传输和处理,导致设备功能受损或误操作。
(2)噪声干扰:纹波中的交流成分可能被电子设备的敏感部件捕获,表现为噪声,影响设备性能和精度。
(3)电磁干扰:纹波通过电源线或地线辐射出去,可能引起电磁干扰,影响附近设备或系统的正常运行。
二、 如何进行纹波测试
电源纹波通常使用示波器进行测量。而电源纹波的幅值通常在几百微伏到几十毫伏之间,属于小信号,测量中极易受到测试环境的影响。因此在测试电源纹波时,通常对连接、测量等有一定的要求。
在长导线,10X探头,无带宽限制下的测试结果
1、调节探头设置
i. 选择具备1X档位的探头,并把探头比设置为1X。探头不同档位代表其前端电路的衰减倍数。例如10X档下,探头会把信号衰减10倍,而示波器会把数据乘10倍还原原本的信号。但是在这个过程中,探头衰减电路后引入的干扰都会被放大10倍。这对于本来幅值就小的纹波信号来说影响是不可忽略的。因此只能使用1X档,向示波器导入最原始的信号。
ii. 拔除接地夹,改用接地弹簧进行接地。探头原配的接地线由于长度较长,容易引入寄生电感,从而导致高频噪声或伪影信号。使用较短的接地弹簧可以很好地抑制这方面的干扰。
2、打开带宽限制与交流耦合
i. 打开20MHz带宽限制。纹波信号通常为低频信号,启用示波器的带宽限制功能,可以排除高频噪声的影响。
ii. 打开交流耦合。测试电源纹波时,切换到交流耦合模式,以去除直流分量。去除直流分量后,示波器可以设置较小的垂直档位,调节信号使其占屏幕8成可以提高测量的准确性。
3、调节垂直档位并测量
在经过上述设置后,示波器基本可以获得一个与原信号相同的波形。通过调节水平时基和垂直档位让波形完整显示在屏幕上。此时可以打开示波器的自动测量功能对此时的信号进行测量。
调整设置后幅值有明显下降