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變頻電源的紋波測量方式解析

 所謂紋波電壓,是指輸出電壓中50赫或100赫的交流分量,通常用有效值或峰值表示。經過穩壓作用,可以使整流濾波后的紋波電壓大大降低,降低的倍數反比于穩壓系數S。
       我們都知道,示波器能夠將肉眼看不到的電信號轉換成可以看見的圖像,便于大家研究各種電現象的變化過程。它是一種用途廣泛的電子測量儀器,可以用來觀察各種不同信號幅度隨時間變化的一些波形曲線,還可以測試各種不同的電量,比如電壓、電流、相位差、調幅度等等。
       首先,可以先用示波器將整個波形捕獲,然后將關心的紋波部分放大來觀察和測量(自動測量或光標測量均可),同時還要利用示波器的FFT功能從頻域進行分析。通常使用帶寬限制來規定紋波,以防止拾取并非真正存在的高頻噪聲。為用于測量的示波器設定正確的帶寬限制。
       其次,通過取掉探針“帽”,并構成一個拾波器,可以消除由長接地引線形成的天線。將一小段線纏繞在探針接地連接點周圍,并將該接地連接至電源。這樣做可以縮短暴露于電源附近高電磁輻射的端頭長度,從而進一步減少拾波。
       在隔離交流變頻電源中,會產生大量流經探針接地連接點的共模電流。在電源接地連接點和示波器接地連接點之間形成了壓降,從而表現為紋波。為防止這一問題的出現就需要特別注意電源設計的共模濾波。
       另外,將示波器引線纏繞在鐵氧體磁心周圍也有助于最小化這種電流。這樣就形成了一個共模電感器,其在不影響差分電壓測量的同時,還減少了共模電流引起的測量誤差。
       集成到系統中以后,電源紋波性能甚至會更好。在交流變頻電源和系統其他組件之間幾乎總是會存在一些電感。這種電感可能存在于布線中,抑或只有蝕刻存在于PWB上。在芯片周圍總是會存在額外的旁路電容,它們就是電源的負載。這二者共同構成一個低通濾波器,進一步降低了電源紋波和/或高頻噪聲。
       在極端情況下,電流短時流經15nH電感和10μF旁路電容的一英寸導體時,該濾波器的截止頻率為400kHz。這種情況下,就意味著高頻噪聲將會得到極大降低。該濾波器的截止頻率會在電源紋波頻率以下,從而有可能大大降低紋波。
       電源輸出的直流電壓應為一固定值,但是很多時候它是通過交流電壓整流、濾波后得來的,或多或少會有剩余的交流成分,包含周期性與隨機性成分的雜波信號稱之為紋波。較大的紋波會影響CPU與GPU正常工作,這個數值越小越好。
       總結,在使用示波器時,大家還需注意要讓儀器在安全范圍內正常工作,這樣才能保證儀器和操作人員的安全。

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