攻破難題：正確使用示波器測(cè)量電源紋波

由于直流穩(wěn)壓電源一般是由交流電源經(jīng)整流、濾波、穩(wěn)壓等環(huán)節(jié)而形成的，這就不可避免地在直流電壓中多少帶有一些交流分量，這種疊加在直流穩(wěn)電壓上的交流分量稱之為紋波。

一、不正確的紋波測(cè)試

在ZDS2024 Plus示波器中接入一個(gè)3.3V的電源信號(hào)，探頭檔位使用X10檔，進(jìn)行電源紋波的測(cè)量，點(diǎn)擊【Auto Setup】之后，經(jīng)過調(diào)解水平時(shí)基，垂直檔位和垂直偏移，可以得到如下圖1所示。

圖1.不正確的紋波測(cè)量方式

從圖中可以看出，所測(cè)的波形夾雜著許多的噪聲和雜波，直流、交流波形混在一起，沒辦法清晰的觀察紋波，導(dǎo)致無法準(zhǔn)確的測(cè)量紋波的值。很多工程師測(cè)量紋波出現(xiàn)這種情況是因?yàn)闆]有掌握正確的紋波測(cè)量方法。

二、正確的電源紋波測(cè)試方法

1、首先探頭要選擇合適的檔位，如果電壓比較大，或者對(duì)帶寬要求比較高的情況下可使用X10檔，普通情況下建議使用X1檔，避免不必要的噪聲衰減影響紋波的測(cè)量。

圖2.探頭檔位選擇

2、紋波屬于是交流成分，所以“通道耦合”方式可使用“交流”方式，限制直流信號(hào)的輸入，如圖3所示。

3、可適當(dāng)?shù)氖褂?ldquo;帶寬限制”功能，可選擇“20MHz”帶寬限制，將不必要的高頻噪聲濾除，如圖3所示。

圖3.通道界面參數(shù)設(shè)置

4、除此之外，更重要的一點(diǎn)就是要避免電磁輻射等對(duì)信號(hào)的干擾，所以在測(cè)量時(shí)建議使用“接地彈簧”接地，避免長接地線帶來的不必要干擾。

圖4.接地的方式的對(duì)比

5、觸發(fā)方式可以選用邊沿觸發(fā)，觸發(fā)模式可以在Auto/Normal狀態(tài)下均可。

6、適當(dāng)調(diào)整水平時(shí)基，垂直檔位和垂直偏移，使波形信號(hào)在屏幕的中央以較好的效果顯示。

具體捕獲的紋波如下圖5所示。

圖5.正確捕抓的紋波

從圖5中可以看出，正確的紋波測(cè)量方式可以清晰的捕抓到正常的紋波，減少了不必要的噪聲和雜波對(duì)紋波的影響，基本上就是一條干凈的紋波了，在這樣的基礎(chǔ)上進(jìn)行電源紋波測(cè)量，可以更精確的測(cè)量紋波的值，進(jìn)而準(zhǔn)確估測(cè)電源質(zhì)量。

紋波測(cè)試一般以峰峰值來表示，具體可以使用【measure】進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量，如下截圖ZDS2000系列示波器，能支持51種真正意義的參數(shù)測(cè)量統(tǒng)計(jì)功能，基于全存儲(chǔ)深度的基礎(chǔ)上測(cè)量紋波的參數(shù)，或者也可以使用“一鍵光標(biāo)”進(jìn)行手動(dòng)測(cè)量，如下圖6所示。

圖6.紋波的測(cè)量數(shù)據(jù)

三、測(cè)量結(jié)果分析

從測(cè)量中可以看到，本次電源紋波的峰峰值為18mv，Intel在ATX12V規(guī)范中規(guī)定，+12V輸出紋波峰峰值不得超過120mv，+3.3V與+5V紋波峰峰值不得超過50mv，紋波越小電源質(zhì)量就越高。