這篇文章適合用於測量開關型DC/DC轉換器的輸入以及輸出紋波，包括電荷泵，但是不適用於低壓差穩壓器（LDO）。

 

 

紋波和噪聲指的是在DC/DC轉換器輸入輸出電容上的交流耦合信號，在測試中
，一般我們會將這個信號帶寬限製到20MHz。

 

紋波和噪聲主要由以下四項組成。

 

 

--電源紋波（PWM frequency RIPPLE)
，和PWMpinlvxiangtongde。zhegewenbobiaoshileshuruheshuchudianrongshangdechongfangdianguocheng，zaizuidafuzaishi，zhegewenbodadaozuidazhi。zhezhongdianyadebodongkeyitongguojiadashurushuchudianrong、加大輸出電感來減小。

 

--開關噪聲(SWITCHING NOISE)
，這種噪聲發生在電源的開關時刻。雖然開關噪聲的重複周期和PWM頻率一致

，但是振蕩頻率一般都很高。開關噪聲新的振幅一般取決於電源芯片、電路寄生參數以及PCB布板。

 

--工頻噪聲(Recfified main RIPPLE)，一般是交流供電頻率的兩倍。我國供電頻率是50Hz，所以它的紋波主要來自工頻50Hz變壓器。大小取決於整流電路的類型。對於半波整流，50Hz
；對於全波整流
，是100Hz；對於三相全波整流

，300Hz。

 

--非周期性的隨機噪聲(NOISE)，和AC電源開關頻率均無關。

 

由於現在AC-DC部分大多采用模塊開關電源，後級DC/DC電路工頻噪聲比較小
；隨機噪聲無法量化。所以一般不考慮這兩項的影響
，典型的開關電源紋波噪聲如下圖所示。我們需要測量的是紋波以及開關噪聲之和。

 

 

接下來描述了在錯誤以及正確測量電源紋波噪聲的兩種方式。

 

下(xia)圖(tu)是(shi)一(yi)個(ge)錯(cuo)誤(wu)的(de)測(ce)量(liang)方(fang)式(shi)，因(yin)為(wei)示(shi)波(bo)器(qi)的(de)地(di)線(xian)會(hui)拾(shi)取(qu)輻(fu)射(she)噪(zao)聲(sheng)。示(shi)波(bo)器(qi)的(de)地(di)線(xian)和(he)信(xin)號(hao)探(tan)頭(tou)形(xing)成(cheng)的(de)環(huan)路(lu)形(xing)成(cheng)了(le)一(yi)個(ge)天(tian)線(xian)。環(huan)路(lu)麵(mian)積(ji)越(yue)大(da)，在(zai)電(dian)源(yuan)PWM切換時
，示波器接受到的開關噪聲就越大。

 

 

zaiceliangzhong，ruhejianxiaoshiqudefushezaosheng？zuijiandankekaodefangfashicaiyongyigejiedihuanlaiceliangdianyuanwenboyijizaosheng。weilejinyibudejiangdiceshiwucha，keyijiangshiboqitantouhedixianzhijiefangzaidianyuanshuchudianrongdeliangduan。ruxiatusuoshi
，caiyongzhezhongfangfa，zaixinhaotantouhedixianzhijiandehuanlumianjihenxiao，suoyiceliangzhongdailaiwuchadezaoshengjihukeyihulve。

 

 

因為現在的示波器探頭都附帶有接地環，所以，不再詳細描述如何做一個接地環了。原文裏有相關描述，見文末鏈接。

 

 

下圖描述了采用兩個不同的測試方法得到的Vout波形。電源電路是一個BUCK轉換電路（AAT1121）
，工作在1.5MHz的開關頻率
，輸出電壓為1.8V/250mA。示波器采用全帶寬測試。可以看到伴隨著PWM開關，在綠色的trace2有一個很高的噪音以及振鈴，但是trace3上卻沒有明顯的噪聲。通過對比可以看到，測試方法的選擇對結果的準確性很關鍵。

 

 

下圖是采用20MHz帶寬限製測試到的電源的紋波以及噪聲。示波器20MHz的帶寬限製是為了防止無源探頭帶入的共模噪聲。可以看到AAT1121BUCK轉換器的紋波噪聲為10mVp-p

，幾乎看不到開關噪聲。這主要是歸功於BUCK控製器的低噪聲設計

，良好的PCB設計，以及恰當的測試方法。

 

 

 

下麵總結一下正確的測量DC/DC開關電源紋波和噪音的方法。

 

1)限製示波器帶寬為20MHz(大多中低端示波器檔位限製在20MHz
，高端產品還有200MHz帶寬限製的選擇)
，目的是避免數字電路的高頻噪聲影響紋波測量，盡量保證測量的準確性。

 

2)設置耦合方式為交流耦合
，方便測量(以更小檔位來仔細觀測紋波
，不關心直流電平)。

 

3)保證探頭接地盡量短(測量紋波動輒上百mV的主要原因就是接地線太長)
，jinliangshiyongtantouzidaideyuanzhuangceshiduanzhen。ruguomeiyouceshiduanzhen，keyichaichutantoudejiedixianhewaike，luchutantoudike

，zizhijiedixianchanraozaitantoudikeshang，baozhengjiedixianchangduxiaoyu1cm。