电源的纹波和噪声是什么？怎么测？
在测试电源波形的时候，我们经常会发现有一些上下波动的现象，有人说这是纹波，有人说这是噪声，那到底是什么呢？
01
纹波？噪声？
为了弄懂这个问题，我们首先得明白什么是纹波，什么是噪声。
纹波是由于直流稳定电源的电压波动而造成的一种现象，因为直流稳定电源一般是由交流电源经整流稳压、滤波等环节而形成的，由于滤波不彻底，就会遗留交流成份，这种叠加在直流稳定量上的交流分量就称之为纹波。
电源纹波能影响设备性能和稳定性，进而会影响到整个系统的正常运行。通常来说，更加昂贵的线性直流电源纹波小，而经济实惠的开关电源纹波大，所以也更需要关注相关参数。
纹波的危害主要有以下几点：首先，纹波会导致电器上产生谐波，还会降低电源的使用效率。高频电源纹波可能会产生浪涌电压或电流，影响设备的正常运行，加速设备老化。电源纹波也会干扰电路的逻辑关系，导致其无法正常工作，还会带来噪声干扰，从而影响信号的测量，甚至会损坏设备。
噪声则与纹波不一样，不呈周期性的变化。它的产生原因有两种，一种是电源自身产生的；另一种是外界电磁场的干扰（EMI），它能通过辐射进入电源。它可能导致设备性能下降，对灵敏的电子元件和信号传输有干扰，可能会产生杂音、图像不清晰、通信干扰等问题。
02
测量准备
我们以一个开关电源的电路板为例，这个电路板通电后可以输出6.5V的电压。
如果想要测量电源纹波和噪声，示波器是最常用的设备，而合适的示波器设置、测量方法是保证正确测量精准的关键。
首先，由于纹波和噪声幅度都比较小，所以我们需要一台精度高的示波器，这次我们选择了SDS800XHD 12bit示波器来作为测试示例。
在纹波和噪声测量时，还需要对探头进行改装：拔去探头的探钩和接地线，为探头换上接地环。
如果使用了接地线，由于开关电源的切换会在空间产生大量的电磁辐射，而示波器探头的长地线又恰好相当于一根天线，会把空间的电磁干扰引入到纹波当中，造成纹波、噪声的测量值虚高。
比较重要的一步是将探头的档位调节至x1档位。这一举措的目的在于降低噪声影响。因为电源纹波、噪声的幅值一般都比较小，如果设置为10:1的话，信号衰减十倍进入仪器，再通过数字计算放大十倍，这个过程会放大很多噪声，从而导致纹波测量值偏高。
随后，我们将示波器的通道耦合设置为“交流耦合”，滤除信号本身直流分量，减小高频噪声，测量前的准备就基本完成了。
03
纹波测量
在纹波测试中，需要进行“带宽限制”设置，将示波器的带宽限制在20 MHz。这一操作主要是为了避免数字电路的高频噪声影响纹波的测量，尽量保证测量的准确性。
在设置完带宽后，接上探头，调整垂直幅度档位至10 mV/div，就能看见纹波的形状了。
此时，我们还可以打开示波器的“测量”功能，在测量纹波时，我们较为关注“峰峰值”和“均方根（RMS）”，打开测量这两个类目，可以得到示例的电源板的纹波在该次测量结果为：峰峰值20 mV，均方根2.6 mV。
04
噪声测量
噪声测试和纹波测试不同，不需要额外进行“带宽限制，以确保获得最真实的噪声情况。
对电源板接上探头，探头测量的位置可以是芯片引脚，也可以在输出引脚。
有很多网上的资料说，在芯片引脚上进行测量更有意义，但其实这并不完全准确。具体在哪端测，要看关注的东西。如果关注电源板的性能，在输出引脚测比较合适。如果关注芯片供电端的情况，在芯片引脚测更为合适。测出来的结果受走线上等效、寄生电感电容和有效接收天线等情况影响，略有区别。
在这里，我们以芯片引脚作为测量点，进行电源噪声测量，以获得自己想要的结果。
总结
在进行纹波、噪声测量时，要选取合适的设备，也要进行合理的示波器、探头设置。虽然整个操作过程很简单，但仍有很多重点需要关注。
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