使用示波器測量電源紋波的方法

發布時間：2020-03-03                1300

使用示波器測量電源紋波的方法

　　電源紋波測試在電源質量檢測中是很重要的一項參數，但是怎麽準確的測量電源紋波卻成了工程師心中的一道難題，到底怎麽樣才能攻破這個難題呢？其實，眾裏尋它千百度，暮然回首，方法就在燈火闌珊處。

　　由於直流穩壓電源一般是由交流電源經整流、濾波、穩壓等環節而形成的，這就不可避免地在直流電壓中多少帶有一些交流分量，這種疊加在直流穩電壓上的交流分量稱之為紋波。

　　一、不正確的紋波測試

　　在ZDS2024 Plus示波器中接入一個3.3V的電源信號，探頭檔位使用X10檔，進行電源紋波的測量，點擊【Auto Setup】之後，經過調解水平時基，垂直檔位和垂直偏移，可以得到如下圖1所示。

圖1 不正確的紋波測量方式

　　從圖中可以看出，所測的波形夾雜著許多的噪聲和雜波，直流、交流波形混在一起，沒辦法清晰的觀察紋波，導致無法準確的測量紋波的值。很多工程師測量紋波出現這種情況是因為沒有掌握正確的紋波測量方法。

　　二、正確的電源紋波測試方法

　　1、首先探頭要選擇合適的檔位，如果電壓比較大，或者對帶寬要求比較高的情況下可使用X10檔，普通情況下建議使用X1檔，避免不必要的噪聲衰減影響紋波的測量。

圖2探頭檔位選擇

　　2、紋波屬於是交流成分，所以“通道耦合”方式可使用“交流”方式，限製直流信號的輸入，如圖3所示。

　　3、可適當的使用“帶寬限製”功能，可選擇“20MHz”帶寬限製，將不必要的高頻噪聲濾除，如圖3所示。

圖3通道界麵參數設置

　　4、除此之外，更重要的一點就是要避免電磁輻射等對信號的幹擾，所以在測量時建議使用“接地彈簧”接地，避免長接地線帶來的不必要幹擾。

圖4 接地的方式的對比

　　5、觸發方式可以選用邊沿觸發，觸發模式可以在Auto/Normal狀態下均可。

　　6、適當調整水平時基，垂直檔位和垂直偏移，使波形信號在屏幕的中央以較好的效果顯示。

　　具體捕獲的紋波如下圖5所示。

圖5 正確捕抓的紋波

　　從圖5中可以看出，正確的紋波測量方式可以清晰的捕抓到正常的紋波，減少了不必要的噪聲和雜波對紋波的影響，基本上就是一條幹淨的紋波了，在這樣的基礎上進行電源紋波測量，可以更精確的測量紋波的值，進而準確估測電源質量。

　　紋波測試一般以峰峰值來表示，具體可以使用【measure】進行自動測量，如下截圖ZDS2000係列示波器，能支持51種真正意義的參數測量統計功能，基於全存儲深度的基礎上測量紋波的參數，或者也可以使用“一鍵光標”進行手動測量，如下圖6所示。

圖6 紋波的測量數據

　　三、測量結果分析

　　從測量中可以看到，本次電源紋波的峰峰值為18mv，Intel在ATX12V規範中規定，+12V輸出紋波峰峰值不得超過120mv，+3.3V與+5V紋波峰峰值不得超過50mv，紋波越小電源質量就越高。