電源紋波的產(chǎn)生與測量方法

1、電源紋波的產(chǎn)生及測量電源紋波的產(chǎn)生及測量電源紋波的產(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性成分的雜波信號，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，就像水平面上波動的水紋一樣，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。紋波是一種復雜的雜波信

2、號，它是圍繞輸出直流電壓上下來回波動的周期性信號，但周期和振幅不是定值，隨時間而變，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因負載的波動而產(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。電源紋波的測量3.1如何精確地測量紋波。如何精確地測量紋波。 精確地測量電源紋波，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。我們應該為用于測量的示波器設(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，從而進一步減少拾波。最后，在隔離電源中，會產(chǎn)生大量流經(jīng)探針接地連接點的共模電流。這就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(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。圖 2 顯示了該完全相同電路的紋波電壓，其使用了改進的測量方法。這樣，高頻峰值就被真正地消除了。電源紋波的測量3.2如下圖：如下圖：圖 1 錯誤的紋波測量得到的較差的測量結(jié)果電

4、源紋波的測量3.3 如下圖：如下圖：圖 2 四個輕微的改動便極大地改善了測量結(jié)果紋波的判定標準4.1判定紋波的標準判定紋波的標準 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，這個量對于大多品牌電源是非常寬裕的，筆者測試過的絕大多數(shù)電源都不會超過這個數(shù)值，但幾乎所有山寨電源在滿載時紋波都會超標，內(nèi)部用料設(shè)計可想而知。其實，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。當聲音震動頻率十分高時，往往會出現(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)情況是相對一樣的。紋波的判定標準4.2 如表所示：如表所

5、示：Intel ATX12V 2.31對電源紋波的規(guī)定輸出紋波測試設(shè)定與讀取5.1示波器測試紋波的設(shè)定。示波器測試紋波的設(shè)定。 電源每路輸出負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超標的，所以我們記錄電源在滿負荷下測試的紋波。+12V紋波記錄截圖輸出紋波測試讀取 5.1 從以上的紋波測試結(jié)果其實不難看懂，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。請大家單擊一張圖放大，會發(fā)現(xiàn)圖的最下面一行有兩個數(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,遠遠小于Intel規(guī)定的120mV，所以測試結(jié)果可以說非常優(yōu)秀。輸出紋波設(shè)定步驟6.1測試紋波時示波器上的設(shè)定參數(shù)及步驟如下：測試紋波時示波器上的設(shè)定參數(shù)及步驟如下： 1）選取測試通道，1通道或者2通道。 2）電壓探頭一端連接到選取的通道上，另一端連接到待測電源產(chǎn)品的負載輸出端。 3）按示波器上的測量通道，選取添加測量的通道，再用通用旋鈕選定峰-峰 4）如果是選取的1通道進行測試，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