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關于電源紋波,實測的操作細節和過程

電源紋波定義

電源紋波是電源性能最直觀的表現,直流穩壓電源一般是由交流電源經整流穩壓等環節而形成的,不可避免地在直流穩壓量中多少帶有一些交流成份,這種疊加在直流穩壓上的交流分量就稱之為紋波。


設置示波器

1.首先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。同時,記得要將示波器通道的衰減比也調成X1



2.紋波屬于是交流成分,所以“通道耦合”方式應該使用交流耦合方式,從而限制直流信號的輸入。另外,示波器的垂直檔位可調范圍是有限制的,所以當直流信號過大時可能會導致無法看到紋波。選擇交流耦合可以只顯示交流紋波信號,方便觀測波形。



3.使用帶寬限制功能,一般開關電源輸出的紋波頻率在0~20MHz范圍。而高頻同步開關噪聲和信號反射等引起的噪聲在0~1GHz范圍。所以建議選擇20MHz帶寬限制,可將不必要的高頻噪聲濾除。



4.為避免電磁輻射等對信號的干擾,示波器探頭接地線要求盡量短,通常使用探頭自帶的接地彈簧來接地。



5.可以通過FFT功能,對紋波波形進行頻域分析,這樣可以準確的知道每個頻點上的噪聲和由開關引起的紋波大小。



總結一下:探頭盡量用X1檔位、通道耦合方式用交流耦合、開帶寬限制20M低通、用接地彈簧針使接地線盡量短。


測量結果


將波形垂直方向和水平方向調整至合適位置后,打開示波器的測量選項,選擇峰峰值即可直接得出紋波峰峰值。那么紋波的峰峰值多少是比較合適的呢?


普通的數字I/O:電源的紋波噪聲容限比較大,100mV左右都沒問題;

繼電器輸出、光耦輸出的電源:可容忍達100mV的紋波噪聲;

工業通訊端口的供電:像RS-232、RS-485、CAN等總線型的電源,本身是數字信號,像RS-485、CAN還是差分形式傳輸,對電源的紋波噪聲不那么敏感,電源的紋波噪聲一般控制在75mV左右即可;

低速、低精度的數據采集系統:對精度和速度要求不高,紋波噪聲控制在50mV一般都能滿足數據采集的需求;

給低壓CPU供電的電源:像類似于1.2V、0.8V的CPU供電系統,對電源的紋波噪聲比較敏感,紋波噪聲大時容易影響CPU的正常工作,甚至燒壞CPU,一般要求控制在30mV以內;

高速、高精度數據采集系統:對精度和速度都有較高要求,對電源的紋波噪聲及其敏感,除要求電源的紋波噪聲小外,還需選用一些高精度、共模抑制比大的運放來配合,電源的紋波噪聲一般都需控制在10mV以內。

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