一文详解如何用示波器准确测量电源纹波

时间： 2023-10-14 来源：Micsig官网

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电源纹波定义

电源纹波是电源性能最直观的表现，直流稳压电源一般是由交流电源经整流稳压等环节而形成的，不可避免地在直流稳压量中多少带有一些交流成分，这种叠加在直流稳压上的交流分量就称之为纹波。

设置示波器

1.首先探头要选择合适的档位，如果电压比较大，或者对带宽要求比较高的情况下可使用X10档，普通情况下建议使用X1档，避免不必要的噪声衰减影响纹波的测量。同时，记得要将示波器通道的衰减比也调成X1。

2.纹波属于是交流成分，所以“通道耦合”方式应该使用交流耦合方式，从而限制直流信号的输入。另外，示波器的垂直档位可调范围是有限制的，所以当直流信号过大时可能会导致无法看到纹波。选择交流耦合可以只显示交流纹波信号，方便观测波形。

3.使用带宽限制功能，一般开关电源输出的纹波频率在0~20MHz范围。而高频同步开关噪声和信号反射等引起的噪声在0~1GHz范围。所以建议选择20MHz带宽限制，可将不必要的高频噪声滤除。

4.为避免电磁辐射等对信号的干扰，示波器探头接地线要求尽量短，通常使用探头自带的接地弹簧来接地。

5.可以通过FFT功能，对纹波波形进行频域分析，这样可以准确地知道每个频点上的噪声和由开关引起的纹波大小。

总结一下：探头尽量用X1档位、通道耦合方式用交流耦合、开带宽限制20M低通、用接地弹簧针使接地线尽量短。

测量结果

将波形垂直方向和水平方向调整至合适位置后，打开示波器的测量选项，选择峰峰值即可直接得出纹波峰峰值。那么纹波的峰峰值多少是比较合适的呢？

普通的数字I/O：电源的纹波噪声容限比较大，100mV左右都没问题。

继电器输出、光耦输出的电源：可容忍达100mV的纹波噪声。

工业通讯端口的供电：像RS-232、RS-485、CAN等总线型的电源，本身是数字信号，像RS-485、CAN还是差分形式传输，对电源的纹波噪声不那么敏感，电源的纹波噪声一般控制在75mV左右即可。

低速低精度的数据采集系统：对精度和速度要求不高，纹波噪声控制在50mV一般都能满足数据采集的需求。

给低压CPU供电的电源：像类似于1.2V、0.8V的CPU供电系统，对电源的纹波噪声比较敏感，纹波噪声大时容易影响CPU的正常工作，甚至烧坏CPU，一般要求控制在30mV以内;

高速高精度数据采集系统：对精度和速度都有较高要求，对电源的纹波噪声及其敏感，除要求电源的纹波噪声小外，还需选用一些高精度、共模抑制比大的运放来配合，电源的纹波噪声一般都需控制在10mV以内。

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