開關電源紋波測試

我們知道紋波會影響到電源的性能,因此我們要濾除紋波電壓,在這之前我們所要做的就是要明白紋波電壓要如何測試和計算,這樣我們才能使用有效的手段解決紋波問題。

測量紋波,我們現有的有效手段就是使用示波器來測試。

使用示波器時有個情況要注意,如果你的示波器的測試探頭不是隔離探頭,那麼你必須使用二腳插頭的電源線或者是將三腳電源線的接地線拔除,這是防止測試時電源和示波器共地問題,從而導致示波器損壞。

打開示波器後,我們要將示波器的通道修改為 AC 通道;將帶寬調節為 20MHz。

將通道改為 AC 通道是為了是將電源中的 DC 成分濾除,得到更為準確的紋波情況。

將帶寬調節為 20MHz;這個目的是隔離電源中的高頻干擾,防止測出錯誤的結果。因為高頻成分幅值較大,測量的時候應除去。

我們在測試時還要注意探頭的 GND和信號兩個探測點的距離,當兩點相距較遠,會有很多EMI噪聲輻射到探頭的信號迴路中,示波器觀察的波形包括了其他信號分量,導致錯誤的測試結果。

總的來說我們在測試時要注意:

1、 前端連接線和地環路的長度:過長的地環路會導致更多的開關電源的電磁輻射以及地噪聲,因此需要使用盡可能短的地線連接。

2、 探頭的衰減比:大衰減比的探頭會導致小信號幅度更加微弱,甚至淹沒在示波器的噪聲裡,所以我們應該儘量使用 1:1 衰減比的探頭。

3、 帶寬限制:很多電磁噪聲和示波器的底噪聲都是寬帶的,設置合適的帶寬限制可以濾除額外的噪聲。我們通常測試場合使用 20MHz 的帶寬限制,但是個別情況下還是需要根據實際情況進行更換,例如有些芯片會要求測到 65MHz 甚至於 200MHz 的頻率。

4、 測量量程:通常會在小量程檔下(比如 10mv/ 格或 20mv/ 格)進行電源紋波的測試。量程越大,示波器的底噪聲越高。但有些示波器的偏置範圍有限,在小檔位下時可能不能夠把被測的直流電壓信號拉回到屏幕中心附近進行測量,所以很多時候會使用示波器的 AC 耦合功能把直流隔離掉再進行紋波噪聲測試。

5、 輸入阻抗:很多示波器有 50 歐姆和 1M 歐姆的輸入阻抗選擇,通常 50 歐姆輸入阻抗下示波器的底噪聲更低。不過示波器連接大部分無源探頭時都會自動把阻抗切換到 1M 歐姆,只有連接有源探頭或同軸電纜時才可以設置為 50 歐姆輸入阻抗。


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