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电源纹波怎么测:带宽、探头与接地回路

发布时间:11-04 09:00 浏览量:4

研发部的小伙子拿着示波器截图来找我,说这颗电源纹波超标,供应商不认。我看了截图先问了一句:探头地线多长。他愣了一下,说就是标配那根带鳄鱼夹的。这就是问题所在——那条地线本身就是一根天线。

电源纹波这个指标,测出来多少很大程度上取决于怎么测。同一台电源,换成弹簧地针、限制带宽、加同轴适配器,读数能差好几倍。

一、先定测量口径

纹波不是单一频率的分量,它包含开关频率的基波、各次谐波、以及开关瞬间的尖峰。测的是峰峰值还是有效值,带宽限到 20 兆赫还是全带宽,结果不一样,结论也可能相反。

行业里比较通行的做法是限制测量带宽并规定负载条件,具体带宽与负载写法各家标准与客户规范不同,以协议或标准文本为准。这句话不是推脱,是因为不同产品类别确实不一样。

测试点同样要定。在输出端子处测,还是在负载端测,中间隔了线缆的阻抗与寄生参数,纹波幅值差别明显。通常要求在紧靠输出端子的位置取点,并注明负载类型是阻性、电子负载还是实际设备。

二、探头与接地回路的处理

标准无源探头的长地线会与探头尖端形成一个环路,这个环路拾取开关电源的辐射场,把本来不存在的尖峰引进波形。地线越长,环面积越大,拾取的干扰越多。

正确做法是拔掉鳄鱼夹地线,改用探头自带的弹簧地针,直接顶在输出端子旁边的地平面上。地针长度只有几毫米,环路面积缩小一到两个数量级,尖峰往往当场消失。

没有地针时可以用同轴适配器,或者自行焊一段尽量短的接地弹簧。手工做法不优雅,但比用长地线得出"纹波超标"的结论可靠得多。

还要注意探头带宽与衰减比。1:1 探头的带宽通常只有几兆赫,测不出高频尖峰;10:1 探头带宽够,但灵敏度下降,测小纹波时本底噪声占比上升。

电源纹波怎么测:带宽、探头与接地回路

三、带宽限制与耦合方式

示波器的带宽限制功能要用起来。全带宽下测到的尖峰里混着大量与纹波无关的开关噪声与外部干扰,限制到 20 兆赫是常见做法,具体数值按验收口径定。

耦合方式选直流还是交流,取决于要不要看直流偏置。看纹波细节用交流耦合更清楚,但直流分量被隔掉之后,无法判断输出是否在额定点上,通常两种都存一份。

垂直档位的选择也有讲究。档位开得过大,纹波只占屏幕很小一格,读不准;档位过小,波形超出屏幕。合适的做法是让纹波占屏幕高度的三分之一到三分之二。

四、记录与复现

要素记录内容不记录的后果
测试点输出端子或负载端,具体位置换人复测数值对不上
探头方式地针、同轴适配器或长地线尖峰幅值无法解释
带宽限制限制值与是否开启与供应商数据不可比
负载条件阻性、电子负载或实际设备,负载率轻载与满载纹波差数倍
环境是否在屏蔽室、周边有无大功率设备干扰来源无法追溯

这五项齐了,一组纹波数据才有讨论价值。缺一项,讨论就会变成各自坚持自己的数。

测试这件事,方法比仪器贵。同样的设备,换个接法结论就变了,而客户只认那个写进报告的结论。

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