ZDS2022示波器百集實(shí)操視頻之85：如何正確測(cè)量電源紋波
大家好，一提到電源紋波，相信就會(huì)引起很多電子工程師的共鳴。本期視頻我們就來(lái)探討下電源紋波的相關(guān)問(wèn)題。
首先，我們平時(shí)所說(shuō)的電源紋波到底是什么呢？它等同于電源噪聲嗎？事實(shí)上，電源紋波不同于電源噪聲，它是出現(xiàn)在輸出端子間的一種與輸入頻率、開(kāi)關(guān)頻率同步的成分，是疊加在穩(wěn)定直流信號(hào)上的交流干擾信號(hào)。而噪聲是出現(xiàn)在輸出端子間的紋波以外的一種高頻成分。
明白了電源紋波是什么的問(wèn)題后，我們來(lái)看下如何用ZDS2022示波器對(duì)電源紋波進(jìn)行正確測(cè)量。
正確地測(cè)量電源紋波，合適的設(shè)置是關(guān)鍵。為了減小示波器本身的噪聲影響，測(cè)量電源紋波時(shí)，應(yīng)盡可能地使用示波器最靈敏的量程檔。但是示波器在最靈敏檔位下通常不具有足夠的偏置范圍可以把被測(cè)直流電壓拉到示波器屏幕中心范圍進(jìn)行測(cè)試，因此通常需要利用示波器的AC耦合功能。而且，通常電源測(cè)試都會(huì)規(guī)定測(cè)試某個(gè)頻率范圍內(nèi)的紋波和噪聲，比如20MHz以內(nèi)的，而一般示波器的帶寬都大于這個(gè)要求，因此測(cè)試時(shí)可以打開(kāi)示波器的帶寬限制功能，這對(duì)于減小高頻噪聲也會(huì)有比較好的效果。
不僅示波器的操作設(shè)置要注意，直接接觸信號(hào)的探頭也要注意。由于電源紋波幅值一般都很小，若探頭衰減比設(shè)為10:1，則許多無(wú)用的噪聲將會(huì)被放大，無(wú)疑會(huì)影響對(duì)紋波的測(cè)量。所以，探頭的衰減比要設(shè)置為1:1，并注意示波器的探頭比率與探頭的衰減比應(yīng)設(shè)置一致，這樣示波器的讀數(shù)才是正確的。但探頭的連接方式是否還是像測(cè)普通信號(hào)那樣，探頭帽直接接信號(hào)，鱷魚(yú)夾直接接地呢？
事實(shí)上，這種接法對(duì)電源紋波的測(cè)試是不適用的，特別是板上存在開(kāi)關(guān)電源的場(chǎng)合。由于開(kāi)關(guān)電源的切換會(huì)在空間產(chǎn)生大量的電磁輻射，而示波器探頭的長(zhǎng)地線又恰恰相當(dāng)于一個(gè)天線，所以會(huì)從空間把電磁干擾引入測(cè)量電路。一個(gè)簡(jiǎn)單的驗(yàn)證方法就是把地線和探頭前端接在一起，靠近被測(cè)電路（不直接接觸）在示波器上就會(huì)看到比較大的開(kāi)關(guān)噪聲。因此測(cè)量過(guò)程中應(yīng)該使用盡可能短的地線?？紤]到您有時(shí)可能需要進(jìn)行短接地連接，在ZDS2022示波器標(biāo)配的探頭配件中，專門(mén)為您準(zhǔn)備了一個(gè)小彈簧用來(lái)代替鱷魚(yú)夾。
在保證了正確的連接方式與功能設(shè)置后，按下【Measure】鍵，在測(cè)量項(xiàng)選擇中就會(huì)看到51種參數(shù)項(xiàng)，并且可以同時(shí)顯示24種實(shí)時(shí)測(cè)量結(jié)果。在設(shè)計(jì)示波器的測(cè)量功能時(shí)，我們的研發(fā)團(tuán)隊(duì)考慮到，當(dāng)您需要測(cè)量很多參數(shù)時(shí)，為了避免一個(gè)一個(gè)地去選中，設(shè)置了“綜合測(cè)量”“電壓測(cè)量”“時(shí)間測(cè)量”的便捷設(shè)置，我們按下電壓測(cè)量，則與電壓有關(guān)的常用參數(shù)項(xiàng)就會(huì)自動(dòng)選中。
在電源紋波中有時(shí)會(huì)混有一些高頻成分，它們就是電源噪聲。這些噪聲必然會(huì)對(duì)電路造成一定的影響，所以我們需要對(duì)該成分進(jìn)行分析。ZDS2022示波器具有高達(dá)4Mpts樣本點(diǎn)數(shù)的FFT分析能力，頻率分辨率可低至250Hz。按下【Math】鍵，選擇FFT，在第27期百集實(shí)操視頻中，我們已與大家分享了對(duì)信號(hào)進(jìn)行FFT分析的具體步驟，這里不再累贅。利用頻譜圖，我們就可以對(duì)電源紋波和噪聲的頻率成分進(jìn)行分析，以便對(duì)電路設(shè)計(jì)進(jìn)行進(jìn)一步改善。
只有在好的產(chǎn)品上應(yīng)用正確的測(cè)量方案，才能使測(cè)量工作更有價(jià)值！您對(duì)哪些信號(hào)的測(cè)量還有哪些疑惑呢？致電或私信我們，也許下一期的視頻就是專門(mén)為您訂制！
