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分享​示波器测量电源纹波的方法

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发表于 2020-2-6 16:17 | 显示全部楼层 |阅读模式
电源纹波定义
电源纹波是电源性能最直观的表现,直流稳压电源一般是由交流电源经整流稳压等环节而形成的,不可避免地在直流稳压量中多少带有一些交流成份,这种叠加在直流稳压上的交流分量就称之为纹波。

设置示波器
1.首先探头要选择合适的档位,如果电压比较大,或者对带宽要求比较高的情况下可使用X10档,普通情况下建议使用X1档,避免不必要的噪声衰减影响纹波的测量。同时,记得要将示波器通道的衰减比也调成X1
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2.纹波属于是交流成分,所以“通道耦合”方式应该使用交流耦合方式,从而限制直流信号的输入。另外,示波器的垂直档位可调范围是有限制的,所以当直流信号过大时可能会导致无法看到纹波。选择交流耦合可以只显示交流纹波信号,方便观测波形。
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3.使用带宽限制功能,一般开关电源输出的纹波频率在0~20MHz范围。而高频同步开关噪声和信号反射等引起的噪声在0~1GHz范围。所以建议选择20MHz带宽限制,可将不必要的高频噪声滤除。
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4.为避免电磁辐射等对信号的干扰,示波器探头接地线要求尽量短,通常使用探头自带的接地弹簧来接地。
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5.可以通过FFT功能,对纹波波形进行频域分析,这样可以准确的知道每个频点上的噪声和由开关引起的纹波大小。
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总结一下:探头尽量用X1档位、通道耦合方式用交流耦合、开带宽限制20M低通、用接地弹簧针使接地线尽量短。

测量结果
将波形垂直方向和水平方向调整至合适位置后,打开示波器的测量选项,选择峰峰值即可直接得出纹波峰峰值。那么纹波的峰峰值多少是比较合适的呢?
普通的数字I/O:电源的纹波噪声容限比较大,100mV左右都没问题;
继电器输出、光耦输出的电源:可容忍达100mV的纹波噪声;
工业通讯端口的供电:像RS-232、RS-485、CAN等总线型的电源,本身是数字信号,像RS-485、CAN还是差分形式传输,对电源的纹波噪声不那么敏感,电源的纹波噪声一般控制在75mV左右即可;
低速、低精度的数据采集系统:对精度和速度要求不高,纹波噪声控制在50mV一般都能满足数据采集的需求;
给低压CPU供电的电源:像类似于1.2V、0.8V的CPU供电系统,对电源的纹波噪声比较敏感,纹波噪声大时容易影响CPU的正常工作,甚至烧坏CPU,一般要求控制在30mV以内;
高速、高精度数据采集系统:对精度和速度都有较高要求,对电源的纹波噪声及其敏感,除要求电源的纹波噪声小外,还需选用一些高精度、共模抑制比大的运放来配合,电源的纹波噪声一般都需控制在10mV以内。

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