如何正確地測(cè)試紋波電壓

紋波電壓在產(chǎn)品中是一項(xiàng)很重要的參數(shù)，過大的紋波電壓不僅會(huì)直接影響音頻電路的信噪比，甚至引起電路的誤動(dòng)作。在實(shí)際做設(shè)計(jì)調(diào)試和測(cè)試時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)很多同事并不知道如何去測(cè)試紋波，因此收集了一些網(wǎng)上資料結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出這篇文章，借此拋磚引玉。 由于目前產(chǎn)品中大量應(yīng)用開關(guān)電源和DC-DC等電路進(jìn)行供電和電壓轉(zhuǎn)化，此類設(shè)計(jì)由于應(yīng)用了開關(guān)技術(shù)使供電的效率有了本質(zhì)上的提高，大大減小了功率耗散；但同時(shí)也增加了輸出

　　一、 紋波的概念：

紋波就是一個(gè)直流電壓中的交流成分。直流電壓本來應(yīng)該是一個(gè)固定的值， 但是很多時(shí)候它是通過交流電壓整流、濾波后得來的，由于濾波不干凈，就會(huì)有剩余的交流成分，即便如此，就是用電池供電也因負(fù)載的波動(dòng)而產(chǎn)生波紋。事實(shí)上，即便是最好的基準(zhǔn)電壓源器件，其輸出電壓也是有波紋的。紋波應(yīng)是 AC 和開關(guān)頻率的整倍數(shù)，用傅里葉級(jí)數(shù)展開應(yīng)該是 mf 越高，Am 越小。雜噪應(yīng)該是不規(guī)則的離散波，是由非線性器件對(duì) I、V 互相反復(fù)調(diào)制，在負(fù)載、輸入的 AC 變化、溫度變化都使雜噪變化，其頻帶可能有數(shù)十 MHz 到 1GHz，主要以輻射的形式存在。雜噪是一種常用的通俗說法。其共性就是具有隨機(jī)性。但必須注意，噪聲的分布一般呈現(xiàn)高斯分布，即白噪聲，而紋波則不是。輸出紋波和輸出電流和輸出電壓都有關(guān)系，主要是與電流的關(guān)系。通常輸出紋波近似等于輸出電流乘上輸出濾波電容的 ESR 值。所以并不是濾波電容的容量越大輸出紋波越小，而應(yīng)該是濾波電容的 ESR 值越小輸出紋波越小。紋波是出現(xiàn)在輸出端子間的一種與輸入頻率和開關(guān)頻率同步的成分，用峰-峰（peak to peak）值表示，一般在輸出電壓的 0.5%以下；噪聲是出現(xiàn)在輸出端子間的紋波以外的一種高頻成分，也用峰-峰（peak to peak）值表示，一般在輸出電壓的 1%左右。紋波噪聲是二者的合成，用峰-峰（peak to peak）值表示，一般在輸出電壓的 2%以下。通常我們所說的紋波噪聲是對(duì)電壓信號(hào)而言。

　　

　　1. 由輸入端頻率為 f 的 AC 交流電形成頻率為 2f 的低頻紋波成分； 2. 由 PWM 開關(guān)頻率調(diào)制器調(diào)制過程形成的高頻紋波成分； 3. 與 PWM 紋波相同頻率的開關(guān)噪聲； 4. 由交流輸入源頻率和開關(guān)頻率帶來的其它隨機(jī)雜訊噪聲。實(shí)際測(cè)試的波形如下圖所示（測(cè)試對(duì)象為 DVD 電源板 5V 輸出紋波）：