如何正確而優(yōu)雅地理解電源紋波和電源噪聲？

　　我們?cè)谑褂?a href="/" target="_self" style="white-space: normal;">功率放大器進(jìn)行測(cè)試時(shí)，可能都會(huì)遇到這兩個(gè)概念：電源紋波&電源噪聲，對(duì)于電源的AC特性，我們常常會(huì)想到電源紋波，有時(shí)也會(huì)稱為電源噪聲，噪聲與紋波往往會(huì)被大家混為一談，其實(shí)噪聲和紋波是有區(qū)別的，今天和大家就紋波和噪聲做一個(gè)專門的分析，讓大家能夠更加清晰的去認(rèn)識(shí)紋波和噪聲。

　　1概念

　　紋波：是指在電源輸出的時(shí)候，電源自身開(kāi)關(guān)引起的一種固定頻率波動(dòng)的現(xiàn)象，紋波一般跟電源的開(kāi)關(guān)頻率同步，由電容的充放電、PWM調(diào)節(jié)等產(chǎn)生。

　　噪聲：其實(shí)噪聲是一個(gè)籠統(tǒng)的說(shuō)法，包含很多種的成分，既包括底噪、電磁耦合、PowerPlane的諧振等，同時(shí)也包括電源自身的噪聲。噪聲主要是來(lái)自板上用電器件，隨著用電器件內(nèi)驅(qū)動(dòng)、接收開(kāi)關(guān)變化，電源網(wǎng)絡(luò)上的電流也會(huì)隨之變化，電流的變化也引起了電壓的波動(dòng)，因此這一部分的噪聲占電源噪聲的很大比重，其他的像電磁耦合等占的比重一般較小。

　　下圖1所示為噪聲和紋波的示意圖。

　　圖1噪聲和紋波示意圖

　　紋波與噪聲對(duì)比

　　3.紋波與噪聲的測(cè)試

　　3.1紋波測(cè)試

　　在測(cè)試紋波的時(shí)候一般需要使用20MHz的帶寬限制，目的是為了把高頻的噪聲去掉，位置要選擇在電源輸出位置，抓到真實(shí)的電源紋波。

　　紋波測(cè)試方法：

　　用示波器的交流耦合檔位；

　　帶寬限制成20MHz；

　　把示波器探頭的地夾線去掉，換上彈簧接地環(huán)，用探針靠接電源的輸出端，接地環(huán)就近連接在裸露的地上，觀察輸出的波形。

　　如下圖所示：

　　紋波測(cè)試需要注意以下三點(diǎn)：

　　不能采用示波器的通用探頭，因?yàn)橥ㄓ锰筋^的地線（地夾）不屏蔽且較連接線很長(zhǎng)，容易耦合到外界電磁波的干擾，造成較大的噪聲輸出，形成環(huán)的面積越大，受干擾的影響越大；

　　對(duì)于紋波的測(cè)試其測(cè)量點(diǎn)應(yīng)在電源輸出端上；

　　測(cè)試時(shí)需要帶負(fù)載測(cè)試，不帶負(fù)載測(cè)試紋波有時(shí)會(huì)偏大。

　　3.2噪聲測(cè)試

　　在測(cè)試電源噪聲的時(shí)候不做帶寬限制，目的是最大可能獲取真實(shí)情況，位置選擇可不固定，可在電源輸出端，也可在用電芯片電源引腳端，一般來(lái)說(shuō)，在用電芯片引腳端測(cè)試噪聲才有參考意義。

　　噪聲測(cè)試方法：

　　用示波器的交流耦合檔位；

　　帶寬一般不限制，選擇全帶寬；

　　把示波器探頭的地夾線去掉，換上接地環(huán)，用探針靠接需要測(cè)試位置，接地環(huán)就近連接在裸露的地上，觀察輸出的波形。

　　4.改善

　　4.1紋波改善

　　對(duì)于電源紋波，只能抑制，無(wú)法去除，因?yàn)榧y波是由于開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)導(dǎo)致，因此，在改善紋波上只能盡可能的優(yōu)化開(kāi)關(guān)電源的布局布線，其次，在滿足輸出電流下可稍加大電感量（一般電感量越大，輸出紋波越小，但是對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)會(huì)變差，注意輸出電流越大，需要電感量越小），其次提高開(kāi)關(guān)頻率對(duì)紋波也會(huì)有所改善。

　　4.2噪聲改善

　　相對(duì)于紋波，噪聲就較難改善，有個(gè)經(jīng)典的公式說(shuō)明PDS的噪聲來(lái)源：

　　公式中可看出噪聲來(lái)源其一是dI，其二是供電回路電感L（在回路非理想時(shí)，阻抗不為零，電感是一定有的），由于sink接收端的dI我們無(wú)法控制，因此在設(shè)計(jì)時(shí)盡可能控制這個(gè)L，我們會(huì)在電源傳輸網(wǎng)絡(luò)上放置一定規(guī)格、數(shù)量的去耦電容，來(lái)保證這個(gè)電源網(wǎng)絡(luò)的阻抗在有效頻率內(nèi)是低于目標(biāo)阻抗，從而確保電源噪聲是滿足要求的。

　　ATA-4052高壓功率放大器

　　帶寬：（-3dB）DC~500kHz

　　電壓：310Vp-p（±155Vp）

　　電流：2.82Ap

　　功率：437.1Wp

　　壓擺率：345V/μs

　　可程控

西安安泰電子是專業(yè)從事功率放大器、高壓放大器、功率信號(hào)源、前置微小信號(hào)放大器、高精度電壓源、高精度電流源等電子測(cè)量?jī)x器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高科技企業(yè)，為用戶提供具有競(jìng)爭(zhēng)力的測(cè)試方案。Aigtek已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線，且具有相當(dāng)規(guī)模的儀器設(shè)備供應(yīng)商，樣機(jī)都支持免費(fèi)試用。如想了解更多功率放大器等產(chǎn)品，請(qǐng)持續(xù)關(guān)注安泰電子官網(wǎng)sillink.com.cn或撥打029-88865020。

原文鏈接：http://sillink.com.cn/news/2653.html