纹波噪声的正确测试方法

精确地丈量电源纹波自身即是一门艺术。一名初级工程师彻底过错地使用了一台示波器。他的第一个过错是使用了一支带长接地引线的示波器探针;他的第二个过错是将探针构成的环路和接地引线均置于电源变压器和开关元件邻近;他的最终一个过错是答应示波器探针和输出电容之间存在剩余电感。该问题在纹波波形中表现为高频拾取。在电源中,存在很多可以很轻松地与探针耦合的高速、大信号电压和电流波形,其中包含耦合自电源变压器的磁场,耦合自开关节点的电场,以及由变压器互绕电容发生的共模电流。


      使用准确的丈量办法可以大大地改善测得纹波结果。首要,通常使用带宽约束来规则纹波,以防止拾取并非真实存在的高频噪声。咱们应当为用于丈量的示波器设定准确的带宽约束。其次,经过取掉探针“帽”,并构成一个拾波器,咱们可以消除由长接地引线构成的天线。将一小段线缠绕在探针接地衔接点周围,并将该接地衔接至电源。这么做可以缩短露出于电源邻近高电磁辐射的端头长度,然后进一步削减拾波。


最终,在隔离电源中,会发生很多流经探针接地衔接点的共模电流。这就在电源接地衔接点和示波器接地衔接点之间构成了压降,然后表现为纹波。要防止这一问题的出现,咱们就需要特别注意电源规划的共模滤波。别的,将示波器引线缠绕在铁氧体磁心周围也有助于最小化这种电流。这么就构成了一个共模电感器,其在不影响差分电压丈量的同时,还削减了共模电流导致的丈量误差。该彻底相同电路的纹波电压,其使用了改善的丈量办法。这么,高频峰值就被真实地消除了。


       实际上,集成到体系中今后,电源纹波功能甚至会非常好。在电源和体系别的组件之间简直总是会存在一些电感。这种电感也许存在于布线中,抑或只要蚀刻存在于 PWB 上。别的,在芯片周围总是会存在额定的旁路电容,它们即是电源的负载。这二者共同构成一个低通滤波器,进一步下降了电源纹波和/或高频噪声。在极端情况下,电流短时流经 15 nH 电感和 10 μF 旁路电容的一英寸导体时,该滤波器的截止频率为 400 kHz。这种情况下,就意味着高频噪声将会得到极大下降。很多情况下,该滤波器的截止频率会在电源纹波频率以下,然后有也许大大下降纹波。经验丰富的工程师应当可以找到在其测验过程中怎么运用这种办法的路径。


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