三步，準確測試出你的電源紋波噪聲值

紋波是電源的核心指標，如何降低電源的紋波噪聲是大多數用戶(hù)都關(guān)心的問(wèn)題，一方面是從電源設計、外部電路做方案改進(jìn)，另一方面則要有一個(gè)更準確更合適的測試紋波噪聲的方法。

電源的紋波與噪聲介紹

紋波和噪聲即：直流電源輸出上疊加的與電源開(kāi)關(guān)頻率同頻的波動(dòng)為紋波，高頻雜音為噪聲。具體如圖1所示，頻率較低且有規律的波動(dòng)為紋波，尖峰部分為噪聲。

圖1 電源紋波噪聲

不規范的紋波測試

示波器中接入一個(gè)3.3V的電源信號，探頭檔位使用X10檔，進(jìn)行電源紋波的測量，點(diǎn)擊【Auto Setup】之后，經(jīng)過(guò)調解水平時(shí)基，垂直檔位和垂直偏移，可以得到如下圖2所示。

圖2 不規范紋波測試

從圖中可以看出，所測的波形夾雜著(zhù)許多的噪聲和雜波，直流、交流波形混在一起，沒(méi)辦法清晰的觀(guān)察紋波，導致無(wú)法準確的測量紋波的值。很多工程師測量紋波出現這種情況是因為沒(méi)有使用規范的紋波測量方法。

規范的紋波測試方法

1．探頭要選擇合適的檔位，如果電壓比較大，或者對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量。

圖3 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，限制直流信號的輸入，如圖4所示。

3．可適當的使用“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4所示。

圖4 通道界面參數設置

4．因為測試環(huán)境中會(huì )有很多EMI（電磁干擾），示波器為高阻設備，會(huì )將EMI信號引入測試結果，造成測量結果偏大。正確的測量方式應該是采用接地彈簧進(jìn)行接地以便減小電磁干擾的引入。用接地彈簧和用鱷魚(yú)夾接地對比圖如下所示：

圖5 接地方式對比

5．觸發(fā)方式可以選用邊沿觸發(fā)，觸發(fā)模式選擇Auto/Normal均可。

6．適當調整水平時(shí)基，垂直檔位和垂直偏移，使波形信號在屏幕中央以較好的效果顯示，具體捕獲的紋波如下圖6所示。

圖6 紋波捕獲

正確的紋波測量方式可以清晰的捕抓到正確的紋波，減少了不必要的噪聲和雜波對紋波的影響，測試結果就是一條干凈的紋波，在這樣的基礎上進(jìn)行電源紋波測量，可以更精確的測量紋波的值，進(jìn)而更準確估測電源質(zhì)量。

7．測量分析。紋波測試一般以峰峰值來(lái)表示，可以使用【measure】進(jìn)行自動(dòng)測量，ZDS系列示波器支持51種真正意義的參數測量統計功能，基于全存儲深度的基礎上測量紋波的參數，或者也可以使用“一鍵光標”進(jìn)行手動(dòng)測量，如下圖7所示。

圖7 結果分析

從測量中可以看到，本次電源紋波的峰峰值為18mv，Intel在A(yíng)TX12V規范中規定，+12V輸出紋波峰峰值不得超過(guò)120mv，+3.3V與+5V紋波峰峰值不得超過(guò)50mv，紋波越小電源質(zhì)量就越高。

三步完成紋波噪聲測試辦法

ZDS5054A示波器具備功能完善的電源分析功能，可以非常方便地測量電源輸出紋波、噪聲。

第一步：選擇合適的檔位探頭后，點(diǎn)擊【Auto Setup】一鍵捕獲波形信號；

第二步：點(diǎn)擊【通道1】進(jìn)入通道界面，將通道耦合方式改為【交流】；

第三步：打開(kāi)電源分析功能，選擇【輸出紋波】，測試類(lèi)型可以選擇“紋波”和“噪聲”兩種，截止頻率濾除高頻成分得到紋波的主要成分，如下圖8會(huì )自動(dòng)測試出紋波測量結果。

圖8  紋波自動(dòng)測試功能

注：測量結果表格中有 4 個(gè)項目：

紋波/噪聲電壓：濾波后的電壓有效值；

最大峰值：濾波后的電壓最大峰值；

最小峰值：濾波后的電壓最小峰值；

頻率：濾波后信號的頻率。