如何精確的進行測量開關電源紋波

電源的紋波測試

以20M示波器帶寬為限制標準，電壓設為PK-PK(也有測有效值的)，去除示波器控頭上的夾子與地線(因為這個本身的夾子與地線會形成環(huán)路，像一個天線接收雜訊，引入一些不必要的雜訊)，使用接地環(huán)(不使用接地環(huán)也可以，不過要考慮其產(chǎn)生的誤差)，在探頭上并聯(lián)一個10UF電解電容與一個0.1UF瓷片電容，用示波器的探針直接進行測試;如果示波器探頭不是直接接觸輸出點，應該用雙絞線，或者50Ω同軸電纜方式測量

紋波是疊加在直流信號上的交流干擾信號，是電源測試中的一個很重要的標準。尤其是作特殊用途的電源，如激光器電源，紋波則是其致命要害之一。所以，電源紋波的測試就顯得極為重要。

電源紋波的測量方法大致分為兩種：一種是電壓信號測量法;另一鐘是電流信號測量法。

一般對于恒壓源或紋波性能要求不大的恒流源，都可以用電壓信號測量法。而對于紋波性能要求高的恒流源則最好用電流信號測量法。

電壓信號測量紋波是指，用示波器測量疊加在直流電壓信號上的交流紋波電壓信號。對于恒壓源，測試可以直接用電壓探頭測量輸出到負載上的電壓信號。對于恒流源的測試，則一般是通過使用電壓探頭，測量采樣電阻兩端的電壓波形。整個測試過程中，示波器的設置是能否采樣到真實信號的關鍵。

所用的儀器是：配有電壓測量探頭的TDS1012B示波器。測量之前需要進行如下設置。

1.通道設置：

耦合：即通道耦合方式的選擇。紋波是疊加在直流信號上的交流信號，所以，我們要測試紋波信號就可以去掉直流信號，直接測量所疊加的交流信號就好。

寬帶限制：關

探頭：首先選用電壓探頭的方式。然后選擇探頭的衰減比例。必須與實際所用探頭的衰減比例保持一致，這樣從示波器所讀取數(shù)才是真實的數(shù)據(jù)。比如，所用電壓探頭放在×10檔，則此時，這里的探頭的選項也必須設置為×10檔。

2.觸發(fā)設置：

類型：邊沿

信源：實際所選擇的通道，如，準備用CH1通道進行測試，則此處就應該選擇為CH1。

斜率：上升。

觸發(fā)方式：如果是在實時地觀察紋波信號，則選擇‘自動’觸發(fā)。示波器會自動跟隨實際所測信號的變化，并顯示。這個時候，你也可通過設置測量按鈕，實時地顯示你所需要的測量的數(shù)值。但是，如果你想要捕捉某次測量時的信號波形，則需要將觸發(fā)方式設置為‘正?！|發(fā)。此時，還需要設置觸發(fā)電平的大小。一般當你知道你所測量的信號峰值時，將觸發(fā)電平設置為所測信號峰值的1/3處。如果不知道，則觸發(fā)電平可以設置的稍微小一些。

耦合：直流或交流…?(似乎沒什么區(qū)別)

3.采樣長度(秒/格)：

采樣長度的設置決定能否采樣到所需要的數(shù)據(jù)。當所設置的采樣長度過大時，就會漏掉實際信號中的高頻成分;當所設置的采樣長度過小時，就只能看到所測實際信號的局部，同樣無法得到真實的實際信號。所以，在實際測量時，需來回旋轉(zhuǎn)按鈕，仔細觀察，直到所顯示波形是真實的完整的波形。

4.采樣方式：

可根據(jù)實際需要設定。如，要求測量紋波的P-P值，則最好選擇峰值 測量法。采樣次數(shù)也可根據(jù)實際需要設定，這與采樣頻率及采樣長度有關。

5.測量：

通過選擇對應通道的峰值測量，示波器就可以幫你把所需要的數(shù)據(jù)及 時顯示出來。同時也可以選擇對應通道的頻率、最大值、均方根值等。

通過對示波器進行合理設置和規(guī)范的操作，一定可以得到所需的紋波信號。但是，在測量過程中一定要注意防止其它信號對于示波器探頭自身的干擾，以免所測量的信號不夠真實。

通過電流信號測量法測量紋波值是指，測量疊加在直流電流信號上的交流紋波電流信號。對于紋波指標要求比較高的恒流源，即要求紋波比較小的恒流源，采用電流信號直接測量法可以得到更加真實紋波信號。與電壓測量法不同的是，這里還用到了電流探頭。比如，繼續(xù)用上述的示波器，再加一個電流放大器()和一個電流探頭。此時，只需用電流探頭夾住輸出到負載的電流信號，就可以進行電流測量法來測量輸出電流的紋波信號了。與電壓測量法一樣，整個測試過程中，示波器及電流放大器的設置是能否采樣到真實信號的關鍵。

其實，用這種方法測量時，示波器的基本設置及用法與上述相同。不同的是，通道設置中探頭的設置有所不同。在這里，需要選則電流探頭的方式。然后，選擇探頭的比例，必須與放大器所設置的這個比例相同，這樣從示波器所讀取數(shù)才是真實的數(shù)據(jù)。比如，所用放大器的這個比例設置為5A/V，則此時示波器的這一項也需設置為5A/V。至于電流放大器的耦合方式，當示波器的通道耦合已經(jīng)選擇為交流耦合時，則這里選擇交流或直流都可以。需要注意的是，用這種方法時，需先打開示波器，然后再打開電流放大器。且，記得在使用前對電流探頭先消磁。

如何進行電源紋波的精確測量

在圖 1 所示的示例中，一名初級工程師完全錯誤地使用了一臺示波器。他的第一個錯誤是使用了一支帶長接地引線的示波器探針;他的第二個錯誤是將探針形成的環(huán)路和接地引線均置于電源變壓器和開關元件附近;他的最后一個錯誤是允許示波器探針和輸出電容之間存在多余電感。該問題在紋波波形中表現(xiàn)為高頻拾取。在電源中，存在大量可以很輕松地與探針耦合的高速、大信號電壓和電流波形，其中包括耦合自電源變壓器的磁場，耦合自開關節(jié)點的電場，以及由變壓器互繞電容產(chǎn)生的共模電流。

1.使用了接地線很長的示波器探針。

2.讓由探針和接地線形成的回路靠近功率變壓器和開關元件。

3.允許在示波器探針和輸出電容之間形成額外的電感。