前言
在測(cè)試電源波形的時(shí)候，我們經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)有一些上下波動(dòng)的現(xiàn)象，有人說(shuō)這是紋波，有人說(shuō)這是噪聲，那到底是什么呢？
01 紋波？噪聲？
為了弄懂這個(gè)問(wèn)題，我們首先得明白什么是紋波，什么是噪聲。
紋波是由于直流穩(wěn)定電源的電壓波動(dòng)而造成的一種現(xiàn)象，因?yàn)橹绷鞣€(wěn)定電源一般是由交流電源經(jīng)整流穩(wěn)壓、濾波等環(huán)節(jié)而形成的，由于濾波不徹底，就會(huì)遺留交流成份，這種疊加在直流穩(wěn)定量上的交流分量就稱之為紋波。
電源紋波能影響設(shè)備性能和穩(wěn)定性，進(jìn)而會(huì)影響到整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。通常來(lái)說(shuō)，更加昂貴的線性直流電源紋波小，而經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的開關(guān)電源紋波大，所以也更需要關(guān)注相關(guān)參數(shù)。
不同的電源
紋波的危害主要有以下幾點(diǎn)：首先，紋波會(huì)導(dǎo)致電器上產(chǎn)生諧波，還會(huì)降低電源的使用效率。高頻電源紋波可能會(huì)產(chǎn)生浪涌電壓或電流，影響設(shè)備的正常運(yùn)行，加速設(shè)備老化。電源紋波也會(huì)干擾電路的邏輯關(guān)系，導(dǎo)致其無(wú)法正常工作，還會(huì)帶來(lái)噪聲干擾，從而影響信號(hào)的測(cè)量，甚至?xí)p壞設(shè)備。
噪聲則與紋波不一樣，不呈周期性的變化。它的產(chǎn)生原因有兩種，一種是電源自身產(chǎn)生的；另一種是外界電磁場(chǎng)的干擾（EMI），它能通過(guò)輻射進(jìn)入電源。它可能導(dǎo)致設(shè)備性能下降，對(duì)靈敏的電子元件和信號(hào)傳輸有干擾，可能會(huì)產(chǎn)生雜音、圖像不清晰、通信干擾等問(wèn)題。
02 測(cè)量準(zhǔn)備
我們以一個(gè)開關(guān)電源的電路板為例，這個(gè)電路板通電后可以輸出6.5V的電壓。
如果想要測(cè)量電源紋波和噪聲，示波器是蕞常用的設(shè)備，而合適的示波器設(shè)置、測(cè)量方法是保證正確測(cè)量精準(zhǔn)的關(guān)鍵。
首先，由于紋波和噪聲幅度都比較小，所以我們需要一臺(tái)精度高的示波器，這次我們選擇了SDS800XHD12bit示波器來(lái)作為測(cè)試示例。
在紋波和噪聲測(cè)量時(shí)，還需要對(duì)探頭進(jìn)行改裝：拔去探頭的探鉤和接地線，為探頭換上接地環(huán)。
如果使用了接地線，由于開關(guān)電源的切換會(huì)在空間產(chǎn)生大量的電磁輻射，而示波器探頭的長(zhǎng)地線又恰好相當(dāng)于一根天線，會(huì)把空間的電磁干擾引入到紋波當(dāng)中，造成紋波、噪聲的測(cè)量值虛高。
比較重要的一步是將探頭的檔位調(diào)節(jié)至x1檔位。這一舉措比較重要的一步是將探頭的檔位調(diào)節(jié)至x1檔位。這一舉措的目的在于降低噪聲影響。因?yàn)殡娫醇y波、噪聲的幅值一般都比較小，如果設(shè)置為10:1的話，信號(hào)衰減十倍進(jìn)入儀器，再通過(guò)數(shù)字計(jì)算放大十倍，這個(gè)過(guò)程會(huì)放大很多噪聲，從而導(dǎo)致紋波測(cè)量值偏高。
隨后，我們將示波器的通道耦合設(shè)置為“交流耦合”，濾除信號(hào)本身直流分量，減小高頻噪聲，測(cè)量前的準(zhǔn)備就基本完成了。
03 紋波測(cè)量
在紋波測(cè)試中，需要進(jìn)行“帶寬限制”設(shè)置，將示波器的帶寬限制在20 MHz。這一操作主要是為了避免數(shù)字電路的高頻噪聲影響紋波的測(cè)量，盡量保證測(cè)量的準(zhǔn)確性。
在設(shè)置完帶寬后，接上探頭，調(diào)整垂直幅度檔位至10 mV/div，就能看見紋波的形狀了。
此時(shí)，我們還可以打開示波器的“測(cè)量”功能，在測(cè)量紋波時(shí)，我們較為關(guān)注“峰峰值”和“均方根（RMS）”，打開測(cè)量這兩個(gè)類目，可以得到示例的電源板的紋波在該次測(cè)量結(jié)果為：峰峰值20mV，均方根2.6mV。
04 噪聲測(cè)量
噪聲測(cè)試和紋波測(cè)試不同，不需要額外進(jìn)行“帶寬限制，以確保獲得蕞真實(shí)的噪聲情況。
對(duì)電源板接上探頭，探頭測(cè)量的位置可以是芯片引腳，也可以在輸出引腳。
有很多網(wǎng)上的資料說(shuō)，在芯片引腳上進(jìn)行測(cè)量更有意義，但其實(shí)這并不完全準(zhǔn)確。具體在哪端測(cè)，要看關(guān)注的東西。如果關(guān)注電源板的性能，在輸出引腳測(cè)比較合適。如果關(guān)注芯片供電端的情況，在芯片引腳測(cè)更為合適。測(cè)出來(lái)的結(jié)果受走線上等效、寄生電感電容和有效接收天線等情況影響，略有區(qū)別。
在這里，我們以芯片引腳作為測(cè)量點(diǎn)，進(jìn)行電源噪聲測(cè)量，以獲得自己想要的結(jié)果。
總結(jié)
在進(jìn)行紋波、噪聲測(cè)量時(shí)，要選取合適的設(shè)備，也要進(jìn)行合理的示波器、探頭設(shè)置。雖然整個(gè)操作過(guò)程很簡(jiǎn)單，但仍有很多重點(diǎn)需要關(guān)注。
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