DC-DC转换器的输出纹波测量方法

测量输出电压纹波是评估现代电源转换器和低压降压(LDO)设备性能的快速方法。但不同的测量方法可能会导致输出纹波评估结果相反，如何获得准确的纹波值成为纹波测量中最重要的部分。本设计提示将介绍输出纹波电压测量的实用方法，以检查DC-DC电源转换器的性能。首先，本文将简单解释电压纹波，然后比较传统的长测量回路技术和放大测量回路技术的尖端和桶身（tip-and-barrel method）之间的波形。最后，提供三个实用的测量提示和结论。

1 导言

现代电子应用通常包含嵌入式计算和无线连接功能，这些电路具有经常性的高脉冲和重负载行为，同时需要低输入电压纹波。因此，新一代的DC-DC转换器将需要具有更快的瞬态响应，并在快速运转的负载条件下保持稳定的输出电压，首先于LDO，输出纹波应该一样好，甚至更好。为了评估这些转换器的电压输出纹波，可以利用更好的测量方法是非常重要的，这种方法可以避免将大量的噪声连接到测量波形上。

在测量输出纹波时，不同的测量方法可能会采集到不同数量的噪声，在波形上反应，从而可能降低转换器的输出纹波性能。图1显示了噪声组合在实际输出纹波上的最大值，这使得测量的输出纹波大于实际的纹波。当使用传统方法时，直接将一个普通适配器USB连接到输出端时，这是很常见的误差测量。下一节中将介绍，为什么会出现测量不准确，以及解决这个问题的技术。

图1：测量中迭加的电压纹波和噪声

2 输出电压纹波的测量

图2：传统方法与尖端和桶身方法的比较

具有较大测量回路的传统连接方式无法准确获得开关转换器的纹电压，因为长地线和波尖端插孔可能形成一个回型天线，收集周围环境的噪声。这些噪声迭加到输出纹电压波上，使得所有的测量结果都不正确。

为了获得实际的输出电压纹波，必须在测量设置过程中最小化测量回路。尖端和桶身测量方法是最推荐的精确测量方法之一，易于使用和较小的测量回路而闻名。这种方法，可以很容易地实现较小的回路来收集噪声。

请注意，测量点也可能影响输出波纹测量结果。，第二件要考虑的事情是，选择可以最小化噪声收集回路的测量点。通常适当的测量点是在输出电容器焊接垫之间。测量点离电容器越近，在测量过程中收集的噪声位置少。图2显示了尖端和桶身测量方法是在输出电容器上的应用，而传统方法是在输出端上的应用。噪声收集形成了回路的区域尖端和桶体方法的区域大部，这解释了为什么使用先前方法时，波形上会出现大量的噪声。

最后也同样重要的是，根据应用选择一个可以接受的腹部采样频谱。有了上述一点的三个提示，可以很容易达到准确测量输出纹波电压。

图3显示在不同的导管取样带宽设置下，输出端的传统长测量回路方法与直接输出端在容器上的尖端和桶身测量方法的比较。结果显示，使用传统的长测量回路方法，波形包含大量的噪声和巨大的纹波，而使用尖端和桶身测量方法，一周了测量电路，输出波形更加清晰，从而可以测量出准确的输出纹波。

图3：20MHz至全(500MHz)带宽设置的不同测量方法

3 总结/实用提示

3.1 最大化测量回路

当测量DC-DC转换器的输出电压纹波时，测量回路区域在噪声采集中产生了重要的作用。记住始终要考虑最小化回路区域。尖端和桶体方法可以最小化噪声对纹波测量值的影响。

3.2 选择适当的测量点

保证测量的回路回路足够小。通常，选择接近电容器输出的测量点，弄清连接的阻抗阻抗低。测量点离电容器越近，在测量过程中收集的噪声系数越少。

3.3 设定采样带宽

对于不同的应用，关键负载对于由转换器输出纹波引起的噪声的敏感度可能会有所不同。对于对噪声敏感的应用，如高分辨率模数转换器（ADC）或音频应用，建议在全带宽下测量输出纹波，而对于对噪声不敏感的应用，可以选择20MHz的采样带宽。注意，仍需要在全带宽下测量输出纹波，否则无法准确地测量输出纹波。

4 结论

使用尖端和桶身方法，对DC-DC转换器进行输出电压纹波测量产生的噪声极小，并且容易实施准确的数据。结合选择对应用程序损坏的采样带宽和适当的测量点，可以轻松实现准确的测量。这对于检查大多数快速 DC-DC 转换器来说是非常好的方法。若想获得更多产品的产品信息，请订阅我们的电子报。

编辑：黄飞