深入理解电源纹波与噪声并正确测量简述

  浏览量2024-05-28 作者: 安博体育官方网站下载

  纹波是由直流稳压电源的电压波动造成的一种现象数字电路中纹波的产生有两种原因1因为直流稳压电源一般是交流电源经整流稳压等环节形成的这就不可避免地在直流稳定量中带来一些交流成分2DC-DC电源的开关断开与闭合将造成输出直流电压的上下起伏从而产生与开关频率相同的交流成分。这些叠加在直流稳定量上的交流分量统称为纹波。

  纹波与噪声会影响系统的工作瞬时电压过大可能会导致后端芯片的工作异常降低电源效率甚至烧毁芯片。因此测量电源的纹波与噪声并采用相应的措施抑制纹波与噪声对数字电路显得尤为重要。

  如上图所示开关的高速开启与闭合将导致开关电源输出电压的忽高忽低此时将产生与开关频率相同的电源纹波。这部分频率通常是几十到几百KHz也被称为高频分量测量使用20MHz带宽即可。

  电源自身噪声。交流电压经整流后直流稳定电压中带有的低频交流成分。

  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低频周期纹波100Hz。

  在纹波的测量中通常还会测到一部分不属于纹波的高频干扰被叫做噪声。也就是外部的电磁干扰、寄生电容电感的震荡以及开关产生的尖刺信号等该噪声通常是MHz级别。

  使用接地环接在探头顶部的同轴电缆上降低电磁干扰的面积使得电压纹波的测试更为准确。

  通常开关电源的反馈环路速度并不高20MHz的频率已经超过了电源的可调范围。因此使用示波器测量电源的纹波时需要对示波器的带宽进行限制不然测出的纹波就会偏高。

  测纹波带宽过大会引入高频干扰导致测量的纹波变大

  探头端有一个9MΩ的电阻示波器端有一个1MΩ的电阻所有测量的电压都经过这两个电阻进行分压所以该探头能测量的电压范围就比较宽。

  板级电源系统又称电源分配网络(Power Delivery Network,PDN),我们可以将此系统分为稳压模块端(VRM)与用电芯片端(Sink)。电源的AC特性主要包括电源纹波与噪声,我们通常将两者混为一谈,其实纹波与噪声是有区别的,二者的产生原因与解决策略迥异。纹波与噪声会影响系统的工作,电源电压过大可能会导致后端芯片的工作异常,降低电源效率,甚至烧毁芯片。因此测量电源的纹波与噪声,并采用相应的措施抑制纹波与噪声对数字电路显得尤为重要。

  :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。指在额定输出电压、电流的情况下,输出电压中的交流电压的峰值。狭义上的

  ,可以概括地认为,它是对目的信号以外的所有信号的一个总称。初人们把造成收音机这类音响设备所发出

  。但是,一些非目的的电子信号对电子线路造成的后果并非都和声音有关,因而,后来人们逐步扩大了

  (ripple)的定义是指在直流电压或电流中,叠加在直流稳定量上的交流分量。 它主要有以下害处: 1.1.容易在用电器上产生谐波,而谐波会产生更多的危害; 1.2.降低了

  会造成浪涌电压或电流的产生,导致烧毁用电器; 1.4.会干扰数字电路的逻辑关系,影响其正常工作; 1.5.会带来噪音干扰,使图像设备、音响设备不能正常工作 二、

  系数的表示方法 可以用有效值或峰值来表示,或者用量、相对量来表示; 单位通

  没有一个行业标准。不同厂家的测试环境以及测试标准都不太一样,导致很多人很迷惑。这篇文章提供了一个简单可靠的

  的测试方法,这种测试方法的可复现性很好,并且不需要带宽很高的示波器和探头 这篇文章适合用于

  :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。指在额定输出电压、电流的情况下,输出电压中的交流电压的峰值。狭义上的

  ,可以概括地认为,它是对目的信号以外的所有信号的一个总称。最初人们把造成收音机这类音响设备所发出

  由AC/DC和DC/DC两部分组成。AC/DC的基本结构为整流滤波电路,它输出的直流电压中含有交流低频

  的开关管工作在高频的开关状态,每一个开关过程,电能从输入端被泵到输出端,在输出电容上形成一个充电和放电的过程,从而造成输出电压的波动,而且此波动的频率与开关管的开关频率相同,关于

  的幅值是该交流成分的波峰与波谷之间的峰峰值。频率固定,与开关频率有关。

  如图4所示,当采用普通的鳄鱼夹探头时,由于地和待测信号之间的环路太大,而探头探测点靠近高速运行的IC芯片,近场辐射较大,会有很多EMI

  辐射到探头回路中,使测试的数据不准确。示波器采用全带宽测试。利用同轴线的

  方法,最准确的是采用DC50欧,但是大部分示波器在DC50欧时offset最大电压为1V,无法满足大部分

  要求,而示波器内部端接阻抗为50欧时,不支持AC耦合,因此需要外置一个AC电容,如图6所示,当串联电容值为10uF时,根据表1可以看到,此时可以准确测试到2KHz以上的

  (PWM frequency RIPPLE),频率与PWM相同。主要是由输入和输出电容产生,接入最大负载

  Recfified main RIPPLE),一般是交流供电频率的两倍。主要来源于整流电路,大小取决于整流电路的类型,对于全波整流,频率市电的2倍;半波整流,频率等于市电。随机

  在大学时代里,很多电子发烧友都喜欢做一些小的电子制作,至于电路板上的供电方法,7805、7812是当之无愧的性价比,多快好省!而当我们做的小制作出现故障时候,几乎没有人会把

  带来的影响列入考虑范围,因为大学时候制作的东西,大多数电路拓扑结构简单,信号频率也不高,所以即使

  仪器、多媒体产品)的电平切换速度、信号复杂度比以前更高,同时芯片的封装和信号幅值却越来越小,对

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  上电回沟的问题,如果你认为你的上电时序设计的没问题,那么还要考察一下芯片自己的问题,打个比方,芯片有3.3V和1.5V的输入,1.5V先上电,3.3V后上电,现象是 3.3V有回沟,如果芯片自身的问题,则1.5V上电后,对3.3V有一定的倒灌,这样3.3V在没给电之前有一个台阶,是否在这个台阶上继续上升到3.3V,还是跌落一些,然后 再到3.3V,这个要看3.3V

  的输出MOS管在工作的时候,是先上管开,还是下管开,如果是先下管开,相对于对地放电,这个时候,3.3V就有回沟了。

  完整性的要求也越来越严格。而其中一些高精度的时钟芯片、接口转换芯片、显卡等对于

  的要求也越来越高,从最初的30mV到25mV、20mV,甚至对于使用FPGA设计的人员要求达到了10mV的电压波动。这给

  准确性的问题。 1.示波器的底噪和量化误差 内置更高采样位数的示波器更有利于分辨微弱的电压及降低量化误差;

  测试,电流测试,上下电时序及斜率测试,快速上下电测试,短路测试,如果说电压测试和电流测试是保证

  最准确的方式,但需要使用昂贵的仪器。对于一般的应用而言,使用RMS电压表法可以满足要求,可以得到较为准确的

  突然某个项目出现 UserWarning: Matplotlib is currently using agg, which is a non-GUI backend, so cannot show。

  三相半桥逆变并网供电-微电网模拟系统-2017年全国大学生电子设计竞赛A题(电源题)

  Ubuntu16.04设置Anaconda3中的python为默认python

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