如何正確測量電源紋波

　　首先，我們平時所說的電源紋波到底是什么呢？它等同于電源噪聲嗎？事實上，電源紋波不同于電源噪聲，它是出現(xiàn)在輸出端子間的一種與輸入頻率、開關(guān)頻率同步的成分，是疊加在穩(wěn)定直流信號上的交流干擾信號。而噪聲是出現(xiàn)在輸出端子間的紋波以外的一種高頻成分。

　　圖1 電源紋波與電源噪聲

　　明白了電源紋波是什么的問題后，我們來看下如何用ZDS2022示波器對電源紋波進(jìn)行正確測量。

　　如何正確測量電源紋波

　　正確地測量電源紋波，合適的設(shè)置是關(guān)鍵。為了減小示波器本身的噪聲影響，測量電源紋波時，應(yīng)盡可能地使用示波器最靈敏的量程檔。但是示波器在最靈敏檔位下通常不具有足夠的偏置范圍可以把被測直流電壓拉到示波器屏幕中心范圍進(jìn)行測試，因此通常需要利用示波器的AC耦合功能。而且，通常電源測試都會規(guī)定測試某個頻率范圍內(nèi)的紋波和噪聲，比如20MHz以內(nèi)的，而一般示波器的帶寬都大于這個要求，因此測試時可以打開示波器的帶寬限制功能，這對于減小高頻噪聲也會有比較好的效果。

　　不僅示波器的操作設(shè)置要注意，直接接觸信號的探頭也要注意。由于電源紋波幅值一般都很小，若探頭衰減比設(shè)為10:1，則許多無用的噪聲將會被放大，無疑會影響對紋波的測量。所以，探頭的衰減比要設(shè)置為1:1，并注意示波器的探頭比率與探頭的衰減比應(yīng)設(shè)置一致，這樣示波器的讀數(shù)才是正確的。但探頭的連接方式是否還是像測普通信號那樣，探頭帽直接接信號，鱷魚夾直接接地呢？

　　事實上，這種接法對電源紋波的測試是不適用的，特別是板上存在開關(guān)電源的場合。由于開關(guān)電源的切換會在空間產(chǎn)生大量的電磁輻射，而示波器探頭的長地線又恰恰相當(dāng)于一個天線，所以會從空間把電磁干擾引入測量電路。一個簡單的驗證方法就是把地線和探頭前端接在一起，靠近被測電路（不直接接觸）在示波器上就會看到比較大的開關(guān)噪聲。因此測量過程中應(yīng)該使用盡可能短的地線?？紤]到您有時可能需要進(jìn)行短接地連接，在ZDS2022示波器標(biāo)配的探頭配件中，專門為您準(zhǔn)備了一個小彈簧用來代替鱷魚夾。

　　在保證了正確的連接方式與功能設(shè)置后，按下【Measure】鍵，在測量項選擇中就會看到51種參數(shù)項，并且可以同時顯示24種實時測量結(jié)果。在設(shè)計示波器的測量功能時，我們的研發(fā)團(tuán)隊考慮到，當(dāng)您需要測量很多參數(shù)時，為了避免一個一個地去選中，設(shè)置了“綜合測量”“電壓測量”“時間測量”的便捷設(shè)置，我們按下電壓測量，則與電壓有關(guān)的常用參數(shù)項就會自動選中。

　　電源噪聲FFT分析

　　在電源紋波中有時會混有一些高頻成分，它們就是電源噪聲。這些噪聲必然會對電路造成一定的影響，所以我們需要對該成分進(jìn)行分析。ZDS2022示波器具有高達(dá)4Mpts樣本點數(shù)的FFT分析能力，頻率分辨率可低至250Hz。按下【Math】鍵，選擇FFT，在第27期百集實操視頻中，我們已與大家分享了對信號進(jìn)行FFT分析的具體步驟，這里不再累贅。利用頻譜圖，我們就可以對電源紋波和噪聲的頻率成分進(jìn)行分析，以便對電路設(shè)計進(jìn)行進(jìn)一步改善。