如何精准测量电源纹波

  如何精准测量电源纹波如何精准测量电源纹波 如何精准测量电源纹波? 2009-12-11 10:39 如何准确测量电源纹波? 所谓纹波电压，是指输出电压中50赫或100赫的交流分量，通常用有效值或峰值表示。经过稳压作用，可以使整流滤波后的纹波电压大幅度的降低，降低的倍数反比于稳压系数S 。 问题:如何测量电源纹波>

  如何精准测量电源纹波如何精准测量电源纹波 如何精准测量电源纹波? 2009-12-11 10:39 如何准确测量电源纹波? 所谓纹波电压，是指输出电压中50赫或100赫的交流分量，通常用有效值或峰值表示。经过稳压作用，可以使整流滤波后的纹波电压大幅度的降低，降低的倍数反比于稳压系数S 。 问题:如何测量电源纹波电源纹波, 回答: 可以先用示波器将整个波形捕获，然后将关心的纹波部分放大来观察和测量(自动测量或光标测量均可)，并且要利用示波器的FFT功能从频域做多元化的分析。 1( 最大纹波电压。 在额定输出电压和负载电流下...

  如何精准测量电源纹波 如何精准测量电源纹波? 2009-12-11 10:39 如何准确测量电源纹波? 所谓纹波电压，是指输出电压中50赫或100赫的交流分量，通常用有效值或峰值

  示。经过稳压作用，可以使整流滤波后的纹波电压大幅度的降低，降低的倍数反比于稳压系数S 。 问题:如何测量电源纹波

  电源纹波, 回答: 可以先用示波器将整个波形捕获，然后将关心的纹波部分放大来观察和测量(自动测量或光标测量均可)，并且要利用示波器的FFT功能从频域进行

  。 1( 最大纹波电压。 在额定输出电压和负载电流下，输出电压的纹波(包括噪声)的绝对值的大小，通常以峰峰值或有效值表示。 2( 纹波系数 在额定负载电流下，输出纹波电压的有效值Urms与输出直流电压Uo之比，既y=Umrs/Uo x100% 3( 纹波电压抑制比。 在规定的纹波频率(例如50HZ)下，输入电压中的纹波电压Ui~与输出电压中的纹波电压Uo~之比，即: 纹波电压抑制比=Ui~/Uo~ 。 这里声明一下:噪声不同于纹波。纹波是出现在输出端子间的一种与输入频率和开关频率同步的成分，用峰-峰(peak to peak)值表示，一般在输出电压的0.5%以下;噪声是出现在输出端子间的纹波以外的一种高频成分，也用峰-峰(peak to peak)值表示，一般在输出电压的1%左右。纹波噪声是二者的合成，用峰-峰(peak to peak)值表示，一般在输出电压的2%以下 怎么样去使用示波器测量电源纹波, 答:可以先用示波器将波形整个波形捕获，然后将关心的纹波部分放大来观察和测量(自动测量或光标测量)，同时还利用示波器的FFT功能从频域分析。 通常若不太清楚被测对象细节(幅值，频率等)的情况下，可使用”AutoScale”按钮，观察到信号的大概，再调整水平控制旋钮和垂直控制旋钮，以得到最佳的显示(如，幅值尽量满屏显示)，再用Zoom功能将波形作满平放大显示，测电源纹波时，可将纹波部分用Zoom功能放大来分析;另外，可能会考虑从频域角度分析电源，观察其谐波和杂波情况，为此，可让示波器显示尽量多个周期信号，将示波器的存储深度仅可能用到最大，采样率设置成适当的数值，以保证波形不 失真，这样得到的频率分辨率为采样率除以当前存储深度设置，观察各次谐波及其与基波的幅度差。另外，若使用MatLab软件，可利用MatLab软件的强大功能对捕获的信号数据来进行更加深入的分析。546xx、548xx都标准配置有和计算机相连的软件，直接将数据取到计算机中，以进一步分析，当然，也可将Matlab软件直接装到548xx中。 若已经知道电路的参数,可直接调整示波器设置，让其工作在合适的采样率和垂直刻度下。 开关电源输出电压的纹波是一个重要的指标，如何正确使用示波器来测量这个指标, 答:纹波的定义是附着于直流电平之上的包含周期性与随机性成分的杂波信号，英文称为 PARD (Periodic And Random Deviation)。它的定义是杂波的峰峰值。测量纹波要注意的事项:示波器探头地线会带来很大纹波，应该拔掉地线直接用探头内地线做测量。当然，最好的测量方法是使用50欧姆终端电阻，用BNC电缆直接联结到示波器，这里需要注意该50欧姆电阻要考虑功耗，可能要大功率电阻。相关的规定要求，比如是否要分出周期性工频纹波和开关纹波，高频噪声等。再比如，测量频率是否要限制在20MHz以下。 分析如何精准测量电源纹波 测量电源纹波本身有一定技巧性。图1给出了一个不当使用示波器测量电源纹波的实例。在这个例子中出现了几个错误，首先是使用了接地线很长的示波器探针;其二是让由探针和接地线形成的回路靠近功率变压器和开关元件;最后是允许在示波器探针和输出电容之间形成额外的电感。其结果带来的问题是在测得的纹波波形中携带了拾取的高频成分。 在电源中有许多很容易耦合到探针中的高速的、大电压和电流信号波形，这中间还包括来自功率变压器的磁场耦合、来自开关节点的电场耦合、以及由变压器交绕(interwinding)电容产生的共模电流。 图1:不当的纹波测量得到糟糕的结果。 采用正确的测量技术可切实改善纹波测量的结果。首先，通常会规定纹波的带宽上限，以避免拾取超出纹波带宽上限的高频噪声，应该给用于测量的示波器 设定合适的带宽上限。其次，能够最终靠摘掉探针的“帽子”来去掉接地长引线所示，我们把一段短线绕在探针接地引线周围，并使之与电源地相连接。这样做附带的好处是缩短暴露在电源附近高强度电磁辐射中的探针长度，从而进一步减少高频拾取。 最后，在隔离电源中，真正的共模电流是由在探针接地引线中流动的电流产生的，这就使得在电源地和示波器地之间产生电压降，表现为纹波。要抑制这个纹波，需要在电源

  中仔细考虑共模滤波问题。 此外，把把示波器引线绕在铁芯上可减小这个电流，因为这样会形成一个不影响差分电压测量、但可降低由共模电流产生的测量误差的共模电感。图2显示了采用改进测量技术对同一电路得到的纹波电压测量结果。能够正常的看到，高频尖刺已几乎消除。 图2:四种简单改进极大地改善了测量结果。 事实上，当电源集成到系统中之后，电源纹波性能甚至会更好。在电源和系统其它部分之间几乎总会存在一定量的电感。电感可能是由导线或在印刷线路板上的蚀刻线形成的，而在芯片附近总会有作为电源负载的附加旁路电容，这两者形成低通滤波效应并逐步降低电源纹波和/或高频噪声。 举一个极端的例子，由电感量为15nH的长一英寸的短线μF的旁路电容构成的滤波器，其截止频率为400kHz。该实例意味着能大幅度减少高频噪声。该滤波器的截止频率比电源纹波频率低很多倍，可以切实降低纹波。聪明的工程师应该在测试过程中设法利用它。 纹波就是直流电源中的交流成分，用示波器，调成交流输入就能够正常的看到了，但纹波一般都很小，所以示波器的量程要打到20mV左右，还需要注意测量时线不能拉太长，这容易受干扰 用示波器测量电源纹波，首先要把示波器的耦合方式切换到交流耦合，将示波器与探头切换到*1档，必须要格外注意的事最好不用探头上带的接地线(带鳄鱼夹的线)接电源的“-”端或“地”，因为那样会把外界的干扰耦合到示波器内部，造成测量结果不准。最好用探头附件的接地弹 簧连接电源的“-”端或“地”。当把直流屏蔽到后，Vpp(峰峰值)就是纹波的值。 1 纹波(ripple)的定义 由于直流稳定电源一般是由交流电源经整流稳压等环节而形成的，这就不可避免地在直流稳定量中多少带有一些交流成份，这种叠加在直流稳定量上的交流分量就称之为纹波。纹波的成分较为复杂，它的形态一般为频率高于工频的类似正弦波的谐波，另一种则是宽度很窄的脉冲波。对于不同的场合，对纹波的要求各不一样。对于电容器老练来说，无论是那一种纹波，只要不是太大，一般对电容器老练质量不会构成影响。而对程控机电源或音响设备中所使用的电源，由于宽度很窄的脉冲只有少数的能量来推动喇叭的纸盆或话机的听筒而形成杂音。因此对于这种窄脉冲的要求可以放宽。 而对于音频的范围内的类似正弦波的纹波信号，虽然其幅度不是太高，但其能量却使喇叭或听筒发生嗡嗡的杂音。因此对这种形态的纹波应有一定的要求，而对于用于一些控制的场合，由于窄脉冲达到一定的高度会干扰数字或逻辑控制部件，使设备正常运行的可靠性降低，因此对这种窄脉冲的幅度应有一定的限制，而对类似正弦波的纹波，一般由于其幅度较低，对控制部件的干扰不大。 纹波的表示办法能够用有效值或峰值来表示，可以用绝对量，也可以用相对对量来表示。例如一个电源工作在稳压状态，其输出为100V5A，测得纹波的有效值为10mV，这10mV就是纹波的绝对量，而相对量即 纹波系数=纹波电压/输出电压=10mv/100V=0.01%，即等于万分之一。 2 纹波(ripple)的定义 补充 纹波就是一个直流电压中的交流成分。直流电压本来应该是一个固定的值， 但是很多时候它是通过交流电压整流、滤波后得来的，由于滤波不干净，就会有剩余的交流成分，即便如此，就是用电池供电也因负载的波动而产生波纹。事实上，即便是最好的基准电压源器件，其输出电压也是有波纹的。 要体验，可以用示波器来看，就会看到电压上下轻微波动，就 像水纹一样，所以叫做纹波。 通常用交流毫伏表来测量纹波电压，因为交流毫伏表只对交流电压响应，并且灵敏度比较高，可测量很小的交流电压，而纹波往往是比较小的交流电压。假如没有交流毫伏表，也可使用示波器来测量。将示波器的输入设置为交流耦合，调整Y轴增益，使波形大小合适， 读出电压值，可估算出纹波电压的大小。 纹波电压会影响系统的工作，带来噪声。所以电源要有足够的滤波

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