如何去测得电源纹波和噪声的详细资料说明

面包板社区 发表于 2018-06-18 17:35:00 收藏 已收藏
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如何去测得电源纹波和噪声的详细资料说明

面包板社区 发表于 2018-06-18 17:35:00

对于硬件工程师来说,一些工具的使用也至关重要,工具使用的不当,往往导致得到的结果也是不正确的,可能会给硬件工程师一个错误的判断。本章就会列举出很多实用的关于硬件工程师必须要会的一些工具的使用方法和技巧。

测电源纹波

电源纹波如何测得?你设计的电源纹波多大?你怎么降低电源的纹波和噪声?

以上一系列问题是笔者在面试过程中总结出来的,这也是很多面试硬件工程师很喜欢问的问题。之前的博客多多少少都有提到关于电源纹波和噪声的滤除方法,这里就不再赘述。

本小节就讲讲该如何去测得电源纹波和噪声。

如何去测得电源纹波和噪声的详细资料说明

图1 电源纹波和噪声示意图

上图是电源纹波和噪声的示意图,纹波就是电源输出直流中的交流部分,也就是低频部分,而噪声是其中的高频部分。只要我们设计的电源在合理的范围之内,通常认为都是可以的。如5V和3.3V在50mV以下都认为是正常的。一般纹波不能超过供电电压值的1%。

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图2 利用示波器侧电源纹波的示意图

上图是利用示波器去测电源纹波和噪声的示意图。对于我们使用的示波器来说,探头一般是无源探头。关于示波器探头的选取,这里不过多详细的解释,读者可自行搜索资料。

就是上面一个简单的示意图,导致很多初级工程师会想当然的用图3来测试电源的纹波。

如何去测得电源纹波和噪声的详细资料说明

图3 错误利用示波器侧电源纹波的示意图

上述可能是大多初级工程师上来就测试的方法。这种测量往往测得电源纹波值和噪声指偏大,不能尽可能的去显示真实的情况。注意这里的用词,其实示波器也不能完全显示真实的情况,也有一定的偏差,只要在容忍的范围,都是可以接受的。

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图4 错误利用示波器侧电源纹波的影响

图4是利用示波器错误的测量方法所带来的后果,由于地线与探头组成的回路面积太大(由剖面线组成的面积),它相当于一根“天线”,极易受到EMI的干扰,也会吸收空中的其他高频噪声,所以输出的纹波和噪声电压相当大。

图5是采用专用示波器测量探头测量的示意图,探头上面的弹簧绕线,一般在购买示波器的时候,都会带有,将常用示波器探头上面的带有鳄鱼夹的地线取下来,然后套上弹簧绕线,这样会构成一个极小的地线和探头之间的回路,最大限度的减少噪声的误入。图23.6是笔者所用的示波器探头。

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图5 正确使用示波器探头方法

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图6 实际示波器接法

示波器探头搞定之后,接下来就是要调整示波器各参数了。若是测纹波,需要限制带宽,一般是20MHz,若是测噪声,不需要限制带宽,需设定全频带。

对所选通道设置耦合方式,因为测纹波,设定AC耦合方式;

对所选通道设置带宽(假定测纹波),限制为20MHz,一般在通道设置上会有带宽限制选项;

触发方式需要设置为边沿触发方式,上升沿即可,且选择自动触发,实时观测纹波;

对Y轴和X轴设置合适的采样长度,笔者习惯上将Y轴设定为100mV/,X轴设定为100us/;

测量方法选择峰峰值测量。

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