電源紋波的產(chǎn)生與測(cè)量方法

1、電源紋波的產(chǎn)生及測(cè)量電源紋波的產(chǎn)生及測(cè)量電源紋波的產(chǎn)生1.1 電源紋波電源紋波 紋波是附著于直流電平之上的包含周期性與隨機(jī)性成分的雜波信號(hào)，指在額定輸出電壓、電流的情況下，輸出電壓中的交流電壓的峰值。狹義上的紋波電壓，是指輸出直流電壓中含有的工頻交流成分。紋波用示波器可以看到，在直流電壓上下輕微波動(dòng)，就像水平面上波動(dòng)的水紋一樣，所以被稱為紋波（見圖1）。電源紋波的產(chǎn)生2.1 電源紋波產(chǎn)生電源紋波產(chǎn)生我們通常在產(chǎn)品中用的電源主要有線性電源和開關(guān)電源二大類，輸出的直流電壓是一個(gè)固定值，由交流電壓經(jīng)整流、濾波、穩(wěn)壓后得到。由于濾波不干凈，直流電壓中含有交流成分，這就產(chǎn)生了紋波。紋波是一種復(fù)雜的雜波信

2、號(hào)，它是圍繞輸出直流電壓上下來回波動(dòng)的周期性信號(hào)，但周期和振幅不是定值，隨時(shí)間而變，不同電源的紋波波形不一樣。產(chǎn)生電源紋波的因素有許多，即使你用電池供電也會(huì)因負(fù)載的波動(dòng)而產(chǎn)生波紋。電源紋波的產(chǎn)生2.1.1紋波分為高頻噪聲可開關(guān)紋波。紋波分為高頻噪聲可開關(guān)紋波。電源紋波的測(cè)量3.1如何精確地測(cè)量紋波。如何精確地測(cè)量紋波。 精確地測(cè)量電源紋波，首先，通常使用帶寬限制來規(guī)定紋波，以防止拾取并非真正存在的高頻噪聲。我們應(yīng)該為用于測(cè)量的示波器設(shè)定正確的帶寬限制。其次，通過取掉探針“帽”，并構(gòu)成一個(gè)拾波器（如圖 2 所示），我們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(diǎn)周圍，并將該接地

3、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(jìn)一步減少拾波。最后，在隔離電源中，會(huì)產(chǎn)生大量流經(jīng)探針接地連接點(diǎn)的共模電流。這就在電源接地連接點(diǎn)和示波器接地連接點(diǎn)之間形成了壓降，從而表現(xiàn)為紋波。要防止這一問題的出現(xiàn)，我們就需要特別注意電源設(shè)計(jì)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(gè)共模電感器，其在不影響差分電壓測(cè)量的同時(shí)，還減少了共模電流引起的測(cè)量誤差。圖 2 顯示了該完全相同電路的紋波電壓，其使用了改進(jìn)的測(cè)量方法。這樣，高頻峰值就被真正地消除了。電源紋波的測(cè)量3.2如下圖：如下圖：圖 1 錯(cuò)誤的紋波測(cè)量得到的較差的測(cè)量結(jié)果電

4、源紋波的測(cè)量3.3 如下圖：如下圖：圖 2 四個(gè)輕微的改動(dòng)便極大地改善了測(cè)量結(jié)果紋波的判定標(biāo)準(zhǔn)4.1判定紋波的標(biāo)準(zhǔn)判定紋波的標(biāo)準(zhǔn) Intel在ATX12V 2.31規(guī)范中規(guī)定+12V輸出紋波不得超過120毫伏，+3.3V與+5V紋波不得超過50毫伏，這個(gè)量對(duì)于大多品牌電源是非常寬裕的，筆者測(cè)試過的絕大多數(shù)電源都不會(huì)超過這個(gè)數(shù)值，但幾乎所有山寨電源在滿載時(shí)紋波都會(huì)超標(biāo)，內(nèi)部用料設(shè)計(jì)可想而知。其實(shí)，我們完全可以把電源的紋波圖案和聲音的波譜聯(lián)系到一起。當(dāng)聲音震動(dòng)頻率十分高時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)聲音波譜雜亂甚至高低偏離十分明顯的情況。這和電源紋波中的表現(xiàn)情況是相對(duì)一樣的。紋波的判定標(biāo)準(zhǔn)4.2 如表所示：如表所

5、示：Intel ATX12V 2.31對(duì)電源紋波的規(guī)定輸出紋波測(cè)試設(shè)定與讀取5.1示波器測(cè)試紋波的設(shè)定。示波器測(cè)試紋波的設(shè)定。 電源每路輸出負(fù)載的紋波值與該路的電流值有很大關(guān)系，一般電源在輕載下紋波是絕不會(huì)超標(biāo)的，所以我們記錄電源在滿負(fù)荷下測(cè)試的紋波。+12V紋波記錄截圖輸出紋波測(cè)試讀取 5.1 從以上的紋波測(cè)試結(jié)果其實(shí)不難看懂，上面兩張圖分別是高頻與低頻的截圖，兩種紋波值相加即為最終結(jié)果。請(qǐng)大家單擊一張圖放大，會(huì)發(fā)現(xiàn)圖的最下面一行有兩個(gè)數(shù)值，縱向分度值20.0mV，和橫向分度值10.0us。我們只需要關(guān)注mV這個(gè)數(shù)值，20.0mV代表Y軸網(wǎng)格每一格等于20mV，第一張圖的波峰與波谷相隔大致一

6、個(gè)網(wǎng)格，就意味著10.0us的高頻紋波峰-峰值大約是20mV*1=20mV。此外還要注意代表低頻的10.0ms，即右圖，右圖中除去毛刺后的高頻紋波峰-峰值大約是1個(gè)網(wǎng)格即20.0mV。高頻與低頻相加即為該路輸出的紋波值，兩者相加為40mV,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于Intel規(guī)定的120mV，所以測(cè)試結(jié)果可以說非常優(yōu)秀。輸出紋波設(shè)定步驟6.1測(cè)試紋波時(shí)示波器上的設(shè)定參數(shù)及步驟如下：測(cè)試紋波時(shí)示波器上的設(shè)定參數(shù)及步驟如下： 1）選取測(cè)試通道，1通道或者2通道。 2）電壓探頭一端連接到選取的通道上，另一端連接到待測(cè)電源產(chǎn)品的負(fù)載輸出端。 3）按示波器上的測(cè)量通道，選取添加測(cè)量的通道，再用通用旋鈕選定峰-峰 4）如果是選取的1通道進(jìn)行測(cè)試，按下1通道的黃色按鈕，在屏幕下方從左往右選擇，從左邊開始依次選擇交流（AC)耦合；全帶