一. 電源紋波和電源噪聲

電源紋波是衡量該電源性能的一個(gè)重要參數(shù)之一。一提到電源紋波，很多人會(huì)把紋波和噪聲混為一談，事實(shí)上電源紋波和電源噪聲并不是同一個(gè)概念，他們是有區(qū)別的。

電源紋波

電源紋波是指電源輸出時(shí)，疊加在穩(wěn)定的直流電源上的交流成分。一般是由電源自身開關(guān)、PWM調(diào)節(jié)等引起的一種固定頻率的波動(dòng)現(xiàn)象，紋波的頻率一般和電源開關(guān)頻率或者電源輸入頻率相同。

電源噪聲

電源噪聲的種類很多，包括多種成分，電源噪聲只是一個(gè)籠統(tǒng)的說(shuō)法。電源噪聲主要是指疊加在電源上的一種高頻成分。主要是來(lái)自板上用電器件，隨著用電器件內(nèi)驅(qū)動(dòng)、接收開關(guān)變化，電源網(wǎng)絡(luò)上的電流也會(huì)隨之變化，電流的變化也引起了電壓的波動(dòng)，這是電源噪聲的主要來(lái)源。像其他的電磁耦合等也會(huì)引起電源噪聲，但是所占比重一般很小。

如下圖示，使用示波器測(cè)量紋波時(shí)，上面的尖銳的毛刺就是電源噪聲，而有規(guī)律的波動(dòng)就是紋波。

電源紋波和噪聲的對(duì)比如下表格所示：

二. 電源紋波的測(cè)量

一般使用示波器測(cè)量電源紋波，測(cè)量電源紋波時(shí)，合適的示波器設(shè)置、測(cè)量方法是保證正確測(cè)量電源紋波的關(guān)鍵。測(cè)量步驟和注意事項(xiàng)如下：

1. 盡可能地使用示波器最靈敏的量程檔，因?yàn)槭静ㄆ鞅旧硪灿性肼?，使用最靈敏的量程檔可以減小示波器本身噪聲的影響

2. 通道耦合要選擇示波器的交流耦合，因?yàn)榧y波屬于交流成分帶寬限制在20MHz以內(nèi)，這樣對(duì)于減小高頻噪聲會(huì)有比較好的效果

3. 因?yàn)殡娫醇y波的幅值一般都比較小，探頭的衰減比設(shè)置為1:1（如果設(shè)置為10:1的話，那么很多噪聲會(huì)被放大，從而導(dǎo)致紋波測(cè)量值偏高），另外記得保證示波器的讀取比例和探頭的衰減比要一致

4. 示波器探頭要使用接地環(huán)。如果使用了鱷魚夾那種長(zhǎng)長(zhǎng)的地線測(cè)量的話，對(duì)于測(cè)量電源紋波時(shí)不太適合的，特別是板上存在開關(guān)電源的場(chǎng)合。由于開關(guān)電源的切換會(huì)在空間產(chǎn)生大量的電磁輻射，而示波器探頭的長(zhǎng)地線又恰好相當(dāng)于一根天線，這樣會(huì)把空間的電磁干擾引入到紋波當(dāng)中，造成紋波的測(cè)量值虛高。最簡(jiǎn)單的驗(yàn)證方法就是，我們把示波器的長(zhǎng)地線和探頭的前端短接在一起，然后靠近被測(cè)電路，這時(shí)我們可以觀察到示波器有比較大的開關(guān)噪聲。所以測(cè)量時(shí)，最好時(shí)使用接地環(huán)，這樣可以避免噪聲的引入，導(dǎo)致紋波測(cè)量值虛高。測(cè)量時(shí)，測(cè)量的位置要靠近電源的輸出端。

三. 電源噪聲的測(cè)量

電源噪聲的測(cè)量和電源紋波的測(cè)量其實(shí)很相似，不過也有稍微的區(qū)別。測(cè)量方法如下：

1. 通道耦合還是使用交流耦合

2. 帶寬一般不做限制，目的是為了獲取最真實(shí)的情況；

3. 測(cè)量時(shí)還是要使用接地環(huán)，避免鱷魚夾長(zhǎng)長(zhǎng)的地線引入無(wú)關(guān)的噪聲；

4. 測(cè)量的位置可以不固定。但是一般來(lái)說(shuō)，用電芯片引腳端位置的噪聲測(cè)量才具有參考意義。

四. 紋波和噪聲的改善

• 紋波改善

對(duì)于電源紋波而言，只能抑制，無(wú)法去除。因?yàn)榧y波是由開關(guān)管的開關(guān)導(dǎo)致或者由其他電源輸入進(jìn)來(lái)的，所以我們是無(wú)法去除紋波的，只能是盡可能的抑制。主要改善方法有：

1. 優(yōu)化開關(guān)電源的布局布線。

2. 在滿足輸出電流的情況下，稍微加大電感量（一般來(lái)說(shuō)電感量越大，輸出紋波越小，但是對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)也會(huì)變差，而且電感量越大，輸出的電流就越小）。

3. 提高開關(guān)電源的開關(guān)頻率。

以上的方法試過之后，紋波的大小還是無(wú)法滿足要求，那么可以考慮更好帶紋波抑制的電源芯片。

• 噪聲改善

相對(duì)于紋波，噪聲更難改善。一般的改善方法有：

1. 在用電芯片端的電源引腳上放置一定規(guī)格、數(shù)量的去耦電容，當(dāng)這些芯片進(jìn)行工作狀態(tài)切換時(shí)，從而保證電源網(wǎng)絡(luò)供電的穩(wěn)定性（就是避免了用電系統(tǒng)影響到了供電系統(tǒng)的穩(wěn)定，也就是他們出現(xiàn)了耦合，所以這里才叫去耦電容）。

2. 電源供電系統(tǒng)輸出端，放置一定規(guī)格、數(shù)量的旁路電容，避免電源端的高頻噪聲干擾到用電系統(tǒng)的正常工作。

以上就是我對(duì)紋波和噪聲分析，如果有錯(cuò)誤的地方，歡迎小伙伴們指正。