示(shì)波器之電源(yuan)紋波& 噪聲測(ce)量方法
來源(yuán):http://zlg.cn/sitecn/xydt/1594_894.html 發布時間:2025-12-13 浏(liu)覽量:45
——轉自緻(zhì)遠電子
在(zài)大學時代裏(li)，很多電子發(fā)燒友都喜歡(huān)做一些小🎯的(de)電子制作，至(zhi)于電路闆上(shàng)的供電方法(fǎ)，7805、7812是當之無愧(kui)的性價比之(zhi)王，多快好🥵省(sheng)！而當我們做(zuò)的小制作出(chū)現故障時候(hòu)🈲，幾乎沒有人(rén)會把電源🌈帶(dài)來的影響列(lie)入考慮範圍(wei)，因爲大學時(shi)候制作的東(dōng)西，大多數☀️電(diàn)路拓撲結構(gòu)簡單，信号頻(pín)率也不高，所(suǒ)以即使電源(yuán)端有波動，對(dui)後面的電路(lu)影響也不大(da)。
今天的電(diàn)子電路（比如(rú)電子測量儀(yí)器、多媒體産(chǎn)品）的☔電平切(qiē)換速度、信号(hao)複雜度比以(yi)前更高，同時(shí)芯片的封裝(zhuang)和信号幅值(zhi)卻越來越小(xiao)，對電源波動(dòng)更🐕加敏感。因(yin)此，電路設計(jì)‼️者們比以前(qian)會更關心電(dian)源端帶來的(de)影響。
圖(tu)1 色溫顯示模(mo)式下一個9V開(kāi)關電源的波(bō)動情況
以(yǐ)我們ZDS2024示波器(qì)本身爲例，内(nei)部的主電源(yuan)爲一個開🧑🏾🤝🧑🏼關(guan)電源，主闆上(shang)的電源分配(pei)網絡要把這(zhè)個直流電源(yuan)變成各種電(diàn)壓的直流電(dian)源（如：+-5V, +3.3V, +12V等等），給(gei)CPU以及各個芯(xin)片供電，同時(shi)♋我們的風扇(shan)也是随時溫(wen)度動态的在(zài)變化。CPU、IC和風扇(shan)用電量很大(da)，而且是動态(tai)👨❤️👨耗電的，瞬🏃時(shí)電流可能很(hěn)大，也可能很(hěn)小，但是電壓(ya)必須平穩🔆（即(jí)紋波和噪聲(shēng)必須較小），以(yi)保持CPU和IC的正(zhèng)常工💜作。這都(dou)對電源的平(píng)穩性提出了(le)很高的要求(qiú)。
所有的數(shu)字示波器都(dou)使用衰減器(qì)和放大器來(lái)調❗整垂直量(liàng)程。設置衰減(jian)以後示波器(qì)本身的噪聲(shēng)會被放㊙️大。因(yīn)此，測量噪聲(shēng)時應盡可能(néng)使用示波器(qì)最靈敏的量(liang)程檔✔️。但是示(shi)波器在最靈(ling)敏檔下通常(cháng)不具有足夠(gou)的偏置範圍(wéi)可以把被測(ce)直流電壓拉(lā)到🔴示波器屏(ping)幕中心範圍(wei)進❤️行測試，因(yin)此通常需要(yao)利用示波器(qì)的ＡＣ耦合功能(néng)把直流成分(fen)濾掉隻測量(liang)ＡＣ成分。
基于(yú)同樣的原因(yīn)，在電源測量(liàng)中也應該盡(jìn)量使用１：１的探(tan)頭🚶♀️而不是示(shì)波器标配的(de)１０：１的探頭。否則(ze)示波器的噪(zào)聲也🧑🏽🤝🧑🏻會被放(fang)大。
探頭帶(dài)來的噪聲是(shì)在在衰減器(qi)前面耦合進(jin)來的，因♍此無(wu)💜論🌈衰減比設(she)置多少，探頭(tóu)貢獻的噪聲(shēng)都是一定的(de)。但是，在某些(xiē)不正确的使(shǐ)用方法下，探(tan)頭可能會帶(dài)來額外的噪(zào)聲，一個典型(xíng)的例子就是(shì)使用長地線(xian)。爲💛了方便測(ce)試，示波器♈的(de)的無源探頭(tou)通常會使用(yong)10ｃｍ左右的鳄魚(yu)夾形式的長(zhǎng)地線，但是這(zhe)對于電源紋(wén)波的測🚶試卻(que)是不适用的(de)，特别是闆上(shàng)存在👄開關電(dian)源的場合。由(you)于開📱關電源(yuán)的切換會在(zài)空間産生大(da)量的電磁輻(fú)🤞射，而示波器(qi)探頭的長地(dì)線又恰恰相(xiàng)當于一個天(tiān)線，所以會從(cong)空間把大的(de)電磁幹擾引(yǐn)入測量電路(lu)。一個簡單的(de)驗證方法就(jiù)是把地線和(he)探頭前端接(jiē)在一⛷️起，靠近(jìn)被測電路（不(bú)直接接觸⭐）就(jiù)可能在示波(bo)器上看到比(bǐ)較大的開關(guan)噪聲。因此測(ce)量過程中應(ying)該使用盡可(ke)♌能短的地線(xian)。
圖2 不正(zheng)确的電源紋(wen)波測量方法(fǎ)帶來糟糕的(de)測量結果
圖3 合理的(de)測量方式
現在很多被(bei)測件要求測(ce)量出峰峰值(zhí)爲幾毫伏的(de)紋波。這時⁉️候(hou)最好用同軸(zhóu)電纜來進行(háng)測量，雖然同(tong)軸電纜的阻(zu)抗隻有50歐姆(mu)，但是對于毫(hao)偶級别的被(bei)🏒測電源來說(shuō)，負載影響🧑🏾🤝🧑🏼很(hen)小，測試精度(dù)非常高。
最後要注(zhu)意的一點是(shi)，通常電源測(cè)試都規定了(le)某個頻率範(fan)圍内的紋波(bo)和噪聲，比如(rú)２０ＭＨｚ以内的，而一(yi)般示波器的(de)帶寬🌈都大😍于(yú)這個要求，因(yīn)此測試時可(ke)以打開示波(bo)器的帶寬限(xian)制功能，這對(duì)于減小高頻(pin)噪聲也會有(yǒu)比較好的效(xiao)果。
- 小結(jié)一下，對于電(dian)源紋波噪聲(sheng)的測試，通常(cháng)需要注意👄以(yi)下幾點：
- 盡(jin)量使用自制(zhi)的電源測試(shi)探頭;
- 盡量(liang)使用示波器(qì)最靈敏的量(liàng)程檔；
- 盡量(liang)使用ＡＣ耦合功(gōng)能；
- 盡量使(shǐ)用小衰減比(bi)的探頭；
- 探(tan)頭的接地線(xian)盡量短；
- 根(gēn)據需要使用(yong)帶寬限制功(gōng)能。