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不同示波器的纹波噪声测量结果总是不同是什么原因?


  来源: 致远电子 时间:2018-03-19 编辑:黄倾城
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对于同一个电源,使用不同的示波器测量纹波和噪声值总是有些差异。甚至使用不同的探头也会影响测量结果。是什么原因呢?

一、纹波和噪声的区别

纹波

由于开关电源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,这个波动就是输出纹波,是叠加在输出直流上的交流成分,纹波的幅值是该交流成分的波峰与波谷之间的峰峰值。

噪声

噪声是开关电源自身产生一种高频脉冲串,由发生在开关导通与截止瞬间产生的尖脉冲所造成,噪声的频率比开关频率高的多,噪声电压的大小很大程度上与开关电源的拓扑、变压器的绕制、电路中的寄生参数、测试时外部的电磁环境以及PCB的布线设计有关。

 

基于此,纹波和噪声的区分就很好理解了。下面开始讨论测量。

二、不同示波器测试结果相差的原因

如果不同示波器之间的差别很大,一般是如下几个原因:

1、未使用20M带宽限制

不同的带宽引入的噪声值不同,噪声值会直接影响Pk-Pk值测量。

2、未使用接地弹簧

探头的长地线与探针在电路板接触处所形成的环太大,很容易将空间中的大量电磁干扰引入测量电路。

3、探头频率补偿未校正

探头本身在为补偿良好状态,幅值测量本身不准。

需要注意的是:

一定不能单纯以哪个品牌或者型号的测量结果作为标榜去标定,认为一定是某品牌是对的、某型号是对的、某示波器很贵所以是对的,这些测量心态都是不可取的。测试结果在一定范围内出入是十分正常的,毕竟示波器只有8位的ADC,垂直分辨率较差,另外不同示波器的幅频响应曲线也略有不同。

三、测量过程中的一点反思

这个时候让人不禁发问:为什么非要20M带宽限制呢?有什么科学根据么?

这个20M是早期示波器为了避免电源输出受高频干扰过大,来设计的简易硬件滤波电路。如果要深究,个人认为20M只能是一个经验值,而并非理论值了。

四、用更准确的方式测量纹波噪声

目前新型的数字示波器功能越来越强,我们不必要一定把自己的思路限制在20M的框架限制里,可以直接通过数字滤波的方式,来得到更准确的信号。一般需要使用示波器的三个功能:FFT、数字滤波器、统计测量

关键词:示波器 测试测量 电源    浏览量:1794

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