我们知道纹波会影响到电源的性能,因此我们要滤除纹波电压,在这之前我们所要做的就是要明白纹波电压要如何测试和计算,这样我们才能使用有效的手段解决纹波问题。

测量纹波,我们现有的有效手段就是使用 示波器 来测试。

使用示波器时有个情况要注意,如果你的示波器的测试探头不是隔离探头,那么你必须使用二脚插头的电源线或者是将三脚电源线的接地线拔除,这是防止测试时电源和示波器共地问题,从而导致示波器损坏。

打开示波器后,我们要将示波器的通道修改为 AC 通道;将带宽调节为 20MHz。

将通道改为 AC 通道是为了是将电源中的 DC 成分滤除,得到更为准确的纹波情况。

将带宽调节为 20MHz;这个目的是隔离电源中的高频干扰,防止测出错误的结果。因为高频成分幅值较大,测量的时候应除去。

我们在测试时还要注意探头的 GND 和信号两个探测点的距离,当两点相距较远,会有很多 EMI 噪声辐射到探头的信号回路中,示波器观察的波形包括了其他信号分量,导致错误的测试结果。

总的来说我们在测试时要注意:
1、 前端连接线和地环路的长度:过长的地环路会导致更多的开关电源的电磁辐射以及地噪声,因此需要使用尽可能短的地线连接。

2、 探头的衰减比:大衰减比的探头会导致小信号幅度更加微弱,甚至淹没在示波器的噪声里,所以我们应该尽量使用 1:1 衰减比的探头。

3、 带宽限制: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可以滤除额外的噪声。我们通常测试场合使用 20MHz 的带宽限制,但是个别情况下还是需要根据实际情况进行更换,例如有些芯片会要求测到 65MHz 甚至于 200MHz 的频率。

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。量程越大,示波器的底噪声越高。但有些示波器的偏置范围有限,在小档位下时可能不能够把被测的直流电压信号拉回到屏幕中心附近进行测量,所以很多时候会使用示波器的 AC 耦合功能把直流隔离掉再进行纹波噪声测试。

5、 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。不过示波器连接大部分无源探头时都会自动把阻抗切换到 1M 欧姆,只有连接有源探头或同轴电缆时才可以设置为 50 欧姆输入阻抗。