常見問題
了解,并正確測量輸出電壓紋波
設(shè)計(jì)好新的電源,現(xiàn)在想測量輸出電壓紋波。連接示波器探頭后看到輸出電壓上的巨大尖峰,這是真的嗎?或者你可能沒有看到巨大的尖峰,但仍然有太多的波紋?如何正確測量它,我們先對紋波做個(gè)了解。
一、 紋波起源
輸出電壓紋波有兩個(gè)分量:低頻“紋波”和高頻“噪聲”。這是一個(gè)例子:
如果將示波器設(shè)置打開20MHz帶寬限制,儀器可能不會捕獲HF噪聲,并且只能看到調(diào)制器開關(guān)頻率處出現(xiàn)的LF紋波。然后,波形看起來是這樣:
現(xiàn)在我們討論如何正確的設(shè)置儀器,并確保正確測量它,紋波和噪音可能沒有看起來那么糟糕。
二、示波器探頭設(shè)置
1. 使用接地彈簧,不要使用接地線
使用示波器探頭的鱷魚夾地線形成一個(gè)漂亮的環(huán)形天線將吸收輻射噪聲。更好的測量方法是使用接地彈簧,環(huán)路面積更小,并將大大降低噪聲。以下是在250MHz BW下使用1x和10x探頭的Vout紋波測量的比較:
2. 使用1X檔位測量,使用10x探頭靈敏度不夠高,無法獲得干凈的信號讀數(shù),無法準(zhǔn)確測量
問題總結(jié)
這是一個(gè)典型的電源紋波測試的問題。我們通過使用短的地線連接、換用低衰減比的探頭以及帶寬限制功能使得紋波噪聲的測試結(jié)果大大改善。一般來說,影響電源紋波測試結(jié)果的影響因素按照重要性主要有以下幾個(gè):
1、 前端連接線和地環(huán)路的長度:長的地環(huán)路會拾取更多開關(guān)電源的電磁輻射以及地噪聲,因此需要使用盡可能短的地線連接。
2、 探頭的衰減比:大衰減比的探頭會使得小信號幅度更加微弱,甚至淹沒在示波器底噪聲里,所以應(yīng)該盡量使用1:1衰減比的探頭。
3、 帶寬限制:很多電磁噪聲和示波器的底噪聲都是寬帶的,設(shè)置合適的帶寬限制可以濾除額外的噪聲。很多電源紋波噪聲測試場合使用20MHz的帶寬限制,也有些芯片會要求測到80MHz或200MHz。
4、 測量量程:通常會在小量程檔下(比如10mv/格或20mv/格)進(jìn)行電源紋波的測試。量程打得越大,示波器的底噪聲越高。但有些示波器的偏置范圍有限,在小檔位下時(shí)可能不能夠把被測的直流電壓信號拉回到屏幕中心附近進(jìn)行測量,所以很多時(shí)候會使用示波器的AC耦合功能把直流隔離掉再進(jìn)行紋波噪聲測試。
5、 輸入阻抗:很多示波器有50歐姆和1M歐姆的輸入阻抗選擇,通常50歐姆輸入阻抗下示波器的底噪聲更低。不過示波器連接大部分無源探頭時(shí)都會自動把阻抗切換到1M歐姆,只有連接有源探頭或同軸電纜時(shí)才可以設(shè)置為50歐姆輸入阻抗。