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开关电源的纹波和噪声(图) 日期：2009-08-26 来源：本网作者：北京航空航天大学方佩敏开关电源（包括AC/DC转换器、DC/DC转换器、AC/DC模块和DC/DC模块）与线性电源相比较，最突出的优点是转换效率高，一般可达80%～85%，高的可达90%～97%；其次，开关电源采用高频变压器替代了笨重的工频变压器，不仅重量减轻，体积也减小了，因此应用范围越来越广。
但开关电源的缺点是由于其开关管工作于高频开关状态，输出的纹波和噪声电压较大，一般为输出电压的1%左右（低的为输出电压的0.5%左右），最好产品的纹波和噪声电压也有几十mV；而线性电源的调整管工作于线性状态，无纹波电压，输出的噪声电压也较小，其单位是μV。
本文简单地介绍开关电源产生纹波和噪声的原因和测量方法、测量装置、测量标准及减小纹波和噪声的措施。
纹波和噪声产生的原因开关电源输出的不是纯正的直流电压，里面有些交流成分，这就是纹波和噪声造成的。
纹波是输出直流电压的波动，与开关电源的开关动作有关。
每一个开、关过程，电能从输入端被“泵到”输出端，形成一个充电和放电的过程，从而造成输出电压的波动，波动频率与开关的频率相同。
纹波电压是纹波的波峰与波谷之间的峰峰值，其大小与开关电源的输入电容和输出电容的容量及品质有关。
噪声的产生原因有两种，一种是开关电源自身产生的；另一种是外界电磁场的干扰（EMI），它能通过辐射进入开关电源或者通过电源线输入开关电源。
开关电源自身产生的噪声是一种高频的脉冲串，由发生在开关导通与截止瞬间产生的尖脉冲所造成，也称为开关噪声。
噪声脉冲串的频率比开关频率高得多，噪声电压是其峰峰值。
噪声电压的振幅很大程度上与开关电源的拓扑、电路中的寄生状态及PCB的设计有关。
利用示波器可以看到纹波和噪声的波形，如图1所示。
纹波的频率与开关管频率相同，而噪声的频率是开关管的两倍。
纹波电压的峰峰值和噪声电压的峰峰值之和就是纹波和噪声电压，其单位是mVp-p。
一文搞定开关电源纹波的产生、测量及抑制（开关电源）纹波不可避免，我们最终的目的是要把输出纹波降低到可以忍受的程度，达到这个目的最根本的解决方法就是要尽量避免纹波的产生，首先要清楚开关电源纹波的种类和产生原因。
上图是开关（电源）中最简单的拓扑结构-buck降压型电源随着SWITCH的开关，电感L中的（电流）也是在输出电流的有效值上下波动的。
所以在输出端也会出现一个与SWITCH同频率的纹波，一般所说的纹波就是指这个，它与输出（电容）的容量和ESR有关系。
这个纹波的频率与开关电源相同，范围为几十到几百KHz。
另外，SWITCH一般选用双极性（晶体管）或者（MOSFET），不管是哪种，在其导通和截止的时候，都会有一个上升时间和下降时间。
这时候在电路中就会出现一个与SWITCH上升下降时间的频率相同或者奇数倍频的噪声，一般为几十MHz。
同样（二极管）D在反向恢复瞬间，其等效电路为电阻电容和电感的串联，会引起谐振，产生的噪声频率也为几十MHz。
这两种噪声一般叫做高频噪声，幅值通常要比纹波大得多。
如果是AC／（DC）变换器，除了上述两种纹波（噪声）以外，还有AC噪声，频率是输入AC电源的频率，为50～60Hz左右。
还有一种共模噪声，是由于很多开关电源的功率器件使用外壳作为散热器，产生的等效电容导致的。
开关电源纹波的测量基本要求：使用（示波器）AC（耦合）20MHz带宽限制拔掉探头的地线1.AC耦合是去掉叠加的直流电压，得到准确的波形。
2.打开20MHz带宽限制是防止高频噪声的干扰，防止测出错误的结果。
因为高频成分幅值较大，测量的时候应除去。
3.拔掉示波器探头的接地夹，使用接地环测量，是为了减少干扰。
很多部门没有接地环，如果误差允许也直接用探头的接地夹测量。
但在判断是否合格时要考虑这个因素。
还有一点是要使用50Ω终端。
示波器的（资料）上介绍说，50Ω模块是除去DC成分，精确测量AC成分。
但是很少有示波器配这种专门的探头，大多数情况是使用标配100KΩ到10MΩ的探头测量，影响暂时不清楚。
纹波和噪声的测试方法纹波和噪声是测试中常见的两种问题，它们会对系统性能产生负面影响。
因此，了解纹波和噪声的测试方法是非常重要的。
本文将介绍纹波和噪声的定义、产生原因以及常见的测试方法。
一、纹波的定义和产生原因纹波是指信号或电压在周期性变化中的波动。
在电子电路中，纹波通常是由于电源或信号源的不稳定性引起的。
纹波会导致系统性能下降，影响信号的准确性和稳定性。
纹波的产生原因主要有以下几点：1. 电源质量不佳：电源的输出不稳定，会导致电压的波动，进而引起纹波。
2. 电源滤波不足：电源滤波电容不足或滤波电路设计不当，无法有效降低纹波。
3. 电源线路干扰：电源线路附近的干扰源，例如开关电源、电机等，会对电源线产生干扰，引起纹波。
4. 地线干扰：地线干扰是指由于地线阻抗不均匀或地线回路中存在干扰源，导致信号线受到干扰而产生纹波。
二、纹波的测试方法为了保证系统的稳定性和可靠性，需要对纹波进行测试和评估。
下面介绍几种常见的纹波测试方法。
1. 示波器测量法：示波器是最常用的测试工具之一。
通过将示波器探头连接到待测信号上，可以观察到信号的波形。
通过观察波形的峰峰值或有效值，可以评估纹波的大小。
2. 频谱分析法：频谱分析是一种通过将信号转换为频域来分析信号的方法。
通过频谱分析仪，可以将信号转换为频谱图，从而观察到信号中各个频率成分的强度。
通过观察频谱图中的纹波分量，可以评估纹波的大小。
3. 电压测量法：通过将待测信号连接到电压表上，直接测量信号的电压大小。
通过对比测量结果和标准值，可以评估纹波的大小。
三、噪声的定义和产生原因噪声是指在信号中存在的随机干扰。
在电子系统中，噪声是不可避免的，它会降低信号的质量和可靠性。
噪声分为各种类型，包括热噪声、量子噪声、互调失真噪声等。
噪声的产生原因主要有以下几点：1. 环境干扰：电子系统通常工作在复杂的环境中，周围的电磁场干扰、温度变化等都会对系统产生噪声的影响。
2. 元器件噪声：电子元器件本身存在噪声，例如晶体管、电阻、电容等都会对信号产生噪声。
开关电源纹波测试方法开关电源是现代电子设备中广泛应用的一种电源类型，其具有高效、稳定、可靠等优点，但同时也存在着一些缺陷，如输出纹波较大。
因此，在开关电源设计和测试过程中，纹波测试是一个非常重要的环节，本文将介绍开关电源纹波测试的方法和注意事项。
一、什么是开关电源纹波？开关电源输出的电压不是稳定的直流电压，而是存在一定的交流成分，这种交流成分就是纹波。
纹波的大小和频率是衡量开关电源输出质量的重要指标，因为大的纹波会影响到电子设备的正常工作。
1. 示波器法示波器法是最常用的开关电源纹波测试方法之一，其原理是将开关电源输出的电压信号连接到示波器上，通过示波器的显示来观测纹波信号。
示波器法可以直观地显示出纹波信号的大小和频率，但需要注意的是，示波器的带宽和灵敏度要符合测试要求。
2. 多用表法多用表法是一种简单易行的开关电源纹波测试方法，其原理是将多用表连接到开关电源输出端，通过测量多用表的交流电压来判断纹波信号的大小。
多用表法的测试结果可能不够精确，但可以用于初步判断开关电源的输出质量。
3. 频谱分析法频谱分析法是一种较为精确的开关电源纹波测试方法，其原理是将开关电源输出的电压信号进行频谱分析，得到纹波信号的频谱特征。
频谱分析法可以有效地识别出纹波信号的谐波分量，对于开关电源输出信号的深入分析有很大的帮助。
三、开关电源纹波测试注意事项1. 测试环境应该干净、稳定，避免干扰信号的出现。
2. 测试仪器的选用要符合测试要求，例如示波器的带宽和灵敏度等。
3. 测试时需要注意开关电源的负载情况，不同的负载情况下，纹波信号的大小和频率也会有所变化。
4. 测试结果的判断需要参考开关电源的设计要求和应用场景，避免出现误判。
5. 长时间的纹波测试可能会对开关电源产生一定的负担，需要注意测试时间的安排。
四、总结开关电源纹波测试是开关电源设计和调试的重要环节，通过正确的测试方法和注意事项，可以有效地评估开关电源的输出质量，提高电子设备的稳定性和可靠性。
开关电源波纹与噪声一、开关电源输出波纹①开关电源输出纹波是输出直流电压的波动，与开关电源的开关动作有关。
每一个开、关过程，电能从输入端被“泵到”输出端，形成一个充电和放电的过程，从而造成输出电压的波动，波动频率与开关的频率相同。
②产生原因是开关电源的电流纹波作用在电容的ESR上。
③纹波电压是纹波的波峰与波谷之间的峰峰值，其大小与开关电源的输入电容和输出电容的容量及品质有关。
二、开关电源输出噪声①开关电源输出噪声是指全带宽下输出电压上叠加的交流量。
②产生的原因一种是开关电源自身产生的。
另一种是外界电磁场的干扰(EMI)，它能通过辐射进入开关电源或者通过电源线输入开关电源。
③开关电源自身产生的噪声是一种高频的脉冲串，由发生在开关导通与截止瞬间产生的尖脉冲所造成。
噪声脉冲串的频率比开关频率高得多，噪声电压是其峰峰值。
噪声电压的振幅很大程度上与开关电源的拓扑、电路中的寄生状态及PCB的设计有关。
三、减小纹波和噪声电压的措施①减少EMI的干扰采用金属外壳做屏蔽减小外界电磁场辐射干扰。
为减少从电源线输入的电磁干扰，在电源输入端加EMI 滤波器。
②在输出端采用高频性能好、ESR低的电容采用高分子聚合物固态电解质的铝或钽电解电容作输出电容是最佳的，其特点是尺寸小而电容量大，高频下ESR阻抗低，允许纹波电流大。
它最适用于高效率、低电压、大电流降压式DC/DC转换器及DC/DC模块电源作输出电容。
③采用与产品系统的频率同步为减小输出噪声，电源的开关频率应与系统中的频率同步，即开关电源采用外同步输入系统的频率，使开关的频率与系统的频率相同。
④避免多个模块电源之间相互干扰在同一块PCB上可能有多个模块电源一起工作。
若模块电源是不屏蔽的、并且靠的很近，则可能相互干扰使输出噪声电压增加。
为避免这种相互干扰可采用屏蔽措施或将其适当远离，减少其相互影响的干扰。
⑤增加LC滤波器为减小模块电源的纹波和噪声，可以在DC/DC模块的输入和输出端加LC滤波器。
电源纹波噪声都是来自这5个方面！
一.什么是纹波?
纹波(ripple)的定义是指在直流电压或电流中,叠加在直流稳定量上的交流分量。
它主要有以下害处：
1.1．容易在用电器上产生谐波，而谐波会产生更多的危害；
1.2．降低了电源的效率；
1.3．较强的纹波会造成浪涌电压或电流的产生，导致烧毁用电器；
1.4．会干扰数字电路的逻辑关系，影响其正常工作；
1.5．会带来噪音干扰，使图像设备、音响设备不能正常工作。
二、纹波的表示方法
可以用有效值或峰值来表示，或者用绝对量、相对量来表示；
单位通常为：mV
例如：
一个电源工作在稳压状态,其输出为12V5A，测得纹波的有效值为10mV，这10mV就是纹波的绝对量，而相对量即纹波系数=纹波电压/输出电压=10mv/12V=0.12%。
三、纹波的测试方法
3.1．以20M示波器带宽为限制标准，电压设为PK-PK(也有测有效值的)，去除示波器控头上的夹子与地线(因为这个本身的夹子与地线会形成环路，像一个天线接收杂讯，引入一些不必要的杂讯)，使用接地环（不使用接地环也可以，不过要考虑其产生的误差），在探头上并联一个10UF电解电容与一个0.1UF瓷片电容，用示波器的探针直接进行测试；如果示波器探头不是直接接触输出点，应该用双绞线，或者50Ω同轴电缆方式测量。
四、开关电源纹波的主要分类。
开关电源产生的噪声的原因与解决方案电子猎头：帮助电子工程师实现人生价值！电子元器件：价格比您现有供应商最少降低5%从数据中心的服务器到电信设备和工业系统，开关模式电源（SMPS）用于各种应用，因为它具有高效率，功率密度和低成本的快速瞬态响应等优点。
然而，虽然提供许多优点，但已知SMPS电源如开关降压和升压DC/DC转换器以及负载点（POL）调节器会产生噪声。
在寻求保持数据完整性和高性能的许多应用中，这种噪声是不希望的。
此外，为了通过更严格的新监管标准，电源产生的EMI必须保持低于以往的水平。
实际上，这些电源的开关频率会产生许多不同类型的噪声。
之前有人认为它们是由开关频率引起的高频噪声的开关噪声开关转换，开关转换后振铃，以及在一个系统中运行的多个开关稳压器引起的拍频。
这里我们将研究开关稳压器和DC/DC转换器产生的这些不同类型的噪声，并讨论解决方案，包括滤波技术，以减少和最小化开关SMPS电源中的噪声。
SMPS噪声根据Dostal，主要噪声类型是由开关频率产生的开关噪声供应。
他说，通常，对于非隔离式DC/DC转换器，此噪声的频带在500 kHz 和3 MHz之间。
但是，由于它取决于开关频率，因此可以使用低通滤波器轻松控制和滤除。
开关噪声会产生输出纹波电压，如图1所示。
可以使用无源LC低通滤波器或有源低通滤波器轻松滤除。
图1：由开关稳压器的开关频率引起的输出纹波电压（顶部）。
使用LC滤波器的衰减纹波电压显示在底部。
然而，在我们进入滤波器设计之前，让我们更详细地检查输出纹波电压。
如公式1所示，开关稳压器的输出纹波电压可以通过电感电流纹波精确计算，电感电流纹波基于电感的实际电感值，开关转换器的输入和输出电压，开关频率（fSW）和输出电容（COUT））包括其等效串联电阻（ESR）和等效串联电感（ESL）。
根据ADI的开关转换器数据手册，在电感选择方面存在一些折衷。
例如，小电感器以较大的电感器电流纹波为代价提供更好的瞬态响应，而大电感器以较慢的瞬态响应能力为代价导致较小的电感器电流纹波。
有关“纹波”产生的原因和计算
纹波是由于直流稳定电源的电压波动而造成的一种现象。
具体来说，由于直流稳定电源一般是由交流电源经整流稳压等环节而形成的，这就不可避免地在直流稳定量中多少带有一些交流成分，这种叠加在直流稳定量上的交流分量就称之为纹波。
纹波的表示方法可以用有效值或峰值来表示，可以用绝对量，也可以用相对量来表示。
有关“纹波”产生的原因如下：1.开关电源的输出不是纯正的直流电压，里面有些交流成分，这是由开关电源的工作原理
决定的。
2.滤波环节处理不当。
在实际的开关电源中，由于滤波环节处理不当，导致纹波系数较大。
开关电源的纹波是随机信号，随着时间变化在直流输出电平上来回波动。
3.负载变化会引起纹波的产生。
在实际的开关电源中，由于负载的变化，会引起纹波的产
生。
4.开关电源输出端滤波电容容量减小、阻抗增大。
随着开关电源运行时间增加，开关电源
输出端滤波电容容量减小、阻抗增大，导致纹波系数较大。
5.开关电源的开关管、电子元件的参数不够理想，也会导致纹波的产生。
至于纹波的计算，通常可以采用绝对量和相对量两种方式来表示。
绝对量即使用有效值或峰值来表示，而相对量即用纹波系数来表示。
纹波系数可以通过将纹波的有效值或峰值与输出电压的有效值或峰值进行比较来得出。
开关电源的纹波噪声的产生和测试方法随着电子技术的发展，开关电源在向着小体积、高功率密度方面发展，这就要求电源的开关频率更一步提高，从而导致电源在开关动作时产生较高的噪声干扰。
由于目前还没有测试开关电源纹波和噪声的工业标准，测试结构和方法的不同会导致严重的错误和混淆。
1.开关电源纹波噪声产生的原因开关电源输出的不是纯正的直流电压，里面含有交流成分，这就是纹波和噪声。
噪声的产生原因有两种，一种是开关电源自身产生的；另一种是外界电磁场的干扰（EMI），它能通过辐射进入开关电源或者通过电源线输入开关电源。
图1纹波噪声波形如上图1所示，纹波的频率与开关管频率相同，而噪声的频率是开关管的两倍（上面叠加了很多高频谐波分量）。
纹波电压的峰峰值和噪声电压的峰峰值之和就是纹波和噪声电压。
2、纹波和噪声的测试在开关电源纹波和噪声的测试时首先应先确保示波器获得极少的高频成分，由于高频成分可由示波器的探头地形成的地线环放大，这就意味着示波器探头的地线可能在不正确的线路时导致几百毫伏的噪声尖峰。
通常客户在对电源纹波噪声测试时直接将示波器探头地线夹在开关电源地线上，另一端直接接在正输出电压端，这是一种不正确的方法，因为探头的地线夹获取了辐射噪声，示波器探头的地线构成的环路像天线一样工作，从而引入了并放大了外界的噪声干扰。
所以必须采用正确的测试方法得到开关电源实际的纹波噪声。
为了防止高频噪声通过示波器探头影响测试结果，在进行纹波噪声测试时先将示波器带宽设置为20MHz。
目前业内对纹波噪声的测试方法主要有邮电部推荐的双绞线测试法和贝尔实验室推荐的平行线测试法。
2.1双绞线测试法图2双绞线测试法如图3所示双绞线测试法，采用300mm（12英寸）长、#16AWG线规组成的双绞线与被测开关电源的+OUT及-OUT连接，在+OUT与-OUT之间接上阻性假负载。
在双绞线末端接一个4TμF电解电容（钽电容）后输入带宽为20MHz 的示波器。
开关电源的纹波和噪声(图) 日期：2009-08-26 来源：本网作者：北京航空航天大学方佩敏开关电源（包括AC/DC转换器、DC/DC转换器、AC/DC模块和DC/DC模块）与线性电源相比较，最突出的优点是转换效率高，一般可达80%～85%，高的可达90%～97%；其次，开关电源采用高频变压器替代了笨重的工频变压器，不仅重量减轻，体积也减小了，因此应用范围越来越广。
但开关电源的缺点是由于其开关管工作于高频开关状态，输出的纹波和噪声电压较大，一般为输出电压的1%左右（低的为输出电压的0.5%左右），最好产品的纹波和噪声电压也有几十mV；而线性电源的调整管工作于线性状态，无纹波电压，输出的噪声电压也较小，其单位是μV。
本文简单地介绍开关电源产生纹波和噪声的原因和测量方法、测量装置、测量标准及减小纹波和噪声的措施。
纹波和噪声产生的原因开关电源输出的不是纯正的直流电压，里面有些交流成分，这就是纹波和噪声造成的。
纹波是输出直流电压的波动，与开关电源的开关动作有关。
每一个开、关过程，电能从输入端被“泵到”输出端，形成一个充电和放电的过程，从而造成输出电压的波动，波动频率与开关的频率相同。
纹波电压是纹波的波峰与波谷之间的峰峰值，其大小与开关电源的输入电容和输出电容的容量及品质有关。
噪声的产生原因有两种，一种是开关电源自身产生的；另一种是外界电磁场的干扰（EMI），它能通过辐射进入开关电源或者通过电源线输入开关电源。
开关电源自身产生的噪声是一种高频的脉冲串，由发生在开关导通与截止瞬间产生的尖脉冲所造成，也称为开关噪声。
噪声脉冲串的频率比开关频率高得多，噪声电压是其峰峰值。
噪声电压的振幅很大程度上与开关电源的拓扑、电路中的寄生状态及PCB的设计有关。
利用示波器可以看到纹波和噪声的波形，如图1所示。
纹波的频率与开关管频率相同，而噪声的频率是开关管的两倍。
纹波电压的峰峰值和噪声电压的峰峰值之和就是纹波和噪声电压，其单位是mVp-p。
开关电源产生纹波和噪声的原因和测量方法关键字：噪声纹波开关电源本文简单地介绍开关电源产生纹波和噪声的原因和测量方法、测量装置、测量标准及减小纹波和噪声的措施。
纹波和噪声产生的原因开关电源输出的不是纯正的直流电压，里面有些交流成分，这就是纹波和噪声造成的。
纹波是输出直流电压的波动，与开关电源的开关动作有关。
每一个开、关过程，电能从输入端被“泵到”输出端，形成一个充电和放电的过程，从而造成输出电压的波动，波动频率与开关的频率相同。
纹波电压是纹波的波峰与波谷之间的峰峰值，其大小与开关电源的输入电容和输出电容的容量及品质有关。
噪声的产生原因有两种，一种是开关电源自身产生的;另一种是外界电磁场的干扰(EMI)，它能通过辐射进入开关电源或者通过电源线输入开关电源。
开关电源自身产生的噪声是一种高频的脉冲串，由发生在开关导通与截止瞬间产生的尖脉冲所造成，也称为开关噪声。
噪声脉冲串的频率比开关频率高得多，噪声电压是其峰峰值。
噪声电压的振幅很大程度上与开关电源的拓扑、电路中的寄生状态及PCB的设计有关。
利用示波器可以看到纹波和噪声的波形，如图1所示。
纹波的频率与开关管频率相同，而噪声的频率是开关管的两倍。
纹波电压的峰峰值和噪声电压的峰峰值之和就是纹波和噪声电压，其单位是mVp-p。
图1 纹波和噪声的波形纹波和噪声的测量方法纹波和噪声电压是开关电源的主要性能参数之一，因此如何精准测量是一个十分重要问题。
目前测量纹波和噪声电压是利用宽频带示波器来测量的方法，它能精准地测出纹波和噪声电压值。
由于开关电源的品种繁多(有不同的拓扑、工作频率、输出功率、不同的技术要求等)，但是各生产厂家都采用示波器测量法，仅测量装置上不完全相同，因此各厂对不同开关电源的测量都有自己的标准，即企业标准。
用示波器测量纹波和噪声的装置的框图如图2所示。
它由被测开关电源、负载、示波器及测量连线组成。
有的测量装置中还焊上电感或电容、电阻等元件。
图2 示波器测量框图从图2来看，似乎与其他测波形电路没有什么区别，但实际上要求不同。
测纹波和噪声电压的要求如下：●要防止环境的电磁场干扰(EMI)侵入，使输出的噪声电压不受EMI的影响;●要防止负载电路中可能产生的EMI干扰;●对小型开关型模块电源，由于内部无输出电容或输出电容较小，所以在测量时要加上适当的输出电容。
为满足第1条要求，测量连线应尽量短，并采用双绞线(消除共模噪声干扰)或同轴电缆;一般的示波器探头不能用，需用专用示波器探头;并且测量点应在电源输出端上，若测量点在负载上则会造成极大的测量误差。
为满足第2点，负载应采用阻性假负载。
经常有这样的情况发生，用户买回的开关电源或模块电源，在测量纹波和噪声这一性能指标时，发现与产品技术规格上的指标不符，大大地超过技术规格上的性能指标要求，这往往是用户的测量装置不合适，测量的方法(测量点的选择)不合适或采用通用的测量探头所致。
几种测量装置1双绞线测量装置双绞线测量装置如图3所示。
采用300mm(12英寸)长、#16AWG线规组成的双绞线与被测开关电源的+OUT 及-OUT连接，在+OUT与-OUT之间接上阻性假负载。
在双绞线末端接一个47μF电解电容(钽电容)后输入带宽为50MHz(有的企业标准为20MHz)的示波器。
在测量点连接时，一端要接在+OUT上，另一端接到地平面端。
图3 双绞线测量装置这里要注意的是，双绞线接地线的末端要尽量的短，夹在探头的地线环上。
2 平行线测量装置平行线测量装置如图4所示。
图4中，C1是多层陶瓷电容(MLCC)，容量为1μF，C2是钽电解电容，容量是10μF。
两条平行铜箔带的电压降之和小于输出电压值的2%。
该测量方法的优点是与实际工作环境比较接近，缺点是较容易捡拾EMI干扰。
图4 平行线测量装置3 专用示波器探头图5所示为一种专用示波器探头直接与波测电源靠接。
专用示波器探头上有个地线环，其探头的尖端接触电源输出正极，地线环接触电源的负极(GND)，接触要可靠。
图5 示波器探头的接法这里顺便提出，不能采用示波器的通用探头，因为通用示波器探头的地线不屏蔽且较长，容易捡拾外界电磁场的干扰，造成较大的噪声输出，虚线面积越大，受干扰的影响越大，如图6所示。
图6 通用探头易造成干扰4 同轴电缆测量装置这里介绍两种同轴电缆测量装置。
图7是在被测电源的输出端接R、C电路后经输入同轴电缆(50Ω)后接示波器的AC输入端;图8是同轴电缆直接接电源输出端，在同轴电缆的两端串接1个0.68μF陶瓷电容及1个47Ω/1w碳膜电阻后接入示波器。
T形BNC连接器和电容电阻的连接如图9所示。
图7 同轴电缆测量装置1图8 同轴电缆测量装置2图9 T形BNC连接器和电容电阻的连接纹波和噪声的测量标准以上介绍了多种测量装置，同一个被测电源若采用不同的测量装置，其测量的结果是不相同的，若能采用一样的标准测量装置来测，则测量的结果才有可比性。
近年来出台了几个测量纹波和噪声的标准，本文将介绍一种基于JEITA-RC9131A测量标准的测量装置，如图10所示。
图10 基于JEITA-RC9131A测量标准的测量装置该标准规定在被测电源输出正、负端小于150mm处并联两个电容C2及C3，C2为22μF电解电容，C3为0.47μF薄膜电容。
在这两个电容的连接端接负载及不超过1.5m长的50Ω同轴电缆，同轴电缆的另一端连接一个50Ω的电阻R和串接一个4700pF的电容C1后接入示波器，示波器的带宽为100MHz。
同轴电缆的两端连接线应尽可能地短，以防止捡拾辐射的噪声。
另外，连接负载的线若越长，则测出的纹波和噪声电压越大，在这情况下有必要连接C2及C3。
若示波器探头的地线太长，则纹波和噪声的测量不可能精确。
另外，测试应在温室条件下，被测电源应输入正常的电压，输出额定电压及额定负载电流。
不正确与正确测量的比较1探头的选择图11是用AAT1121芯片组成的降压式DC/DC转换器电路及测量正确和不正确的波形图。
若采用普通的示波器探头来测量(如图12所示)，由于地线与探头组成的回路面积太大(由剖面线组成的面积)，它相当于一根“天线”，极易受到EMI的干扰，其输出的纹波和噪声电压相当大(见图11中右面的示波器波形图中绿色的纹波和噪声波形)。
若采用专用的测量探头(如图13所示)，它的地线极短，探头与地线组成回路面积较小，受到EMI干扰极小，其输出纹波和噪声波形如图11右面的红色线所示。
这例子说明一般通用示波器的探头是不能用的。
图11 AAT1121电路测量波形图12 用普通示波器探头测得的波形图13 用专用测量探头测得的波2 探头与测试点的接触是否良好以金升阳公司的1W DC/DC电源模块IF0505RN-1W为例，采用专用探头靠测法，排除外界EMI噪声干扰，探头接触良好时，测出的纹波和噪声电压为4.8mVp-p，如图14所示。
若触头接触不良时，则测出的纹波和噪声电压为8.4mVp-p，如图15所示。
图14 电源模块IF0505RN-1W测试波形(接触良好)图15 电源模块IF0505RN-1W测试波形(接触不良)这里顺便再用普通示波器探头测试一下，其测试结果是纹波和噪声电压为48mVp-p，如图16所示。
图16 电源模块IF0505RN-1W测试波形(普通探头)减小纹波和噪声电压的措施开关电源除开关噪声外，在AC/DC转换器中输入的市电经全波整流及电容滤波，电流波形为脉冲，如图17所示(图a是全波整流、滤波电路，b是电压及电流波形)。
电流波形中有高次谐波，它会增加噪声输出。
良好的开关电源(AC/DC转换器)在电路增加了功率因数校正(PFC)电路，使输出电流近似正弦波，降低高次谐波，功率因数提高到0.95左右，减小了对电网的污染。
电路图如图18所示。
图17 开关电源整流波形图18 开关电源PFC电路开关电源或模块的输出纹波和噪声电压的大小与其电源的拓扑，各部分电路的设计及PCB设计有关。
例如，采用多相输出结构，可有效地降低纹波输出。
现在的开关电源的开关频率越来越高;低的是几十kHz，一般是几百kHz，而高的可达1MHz以上。
因此产生的纹波电压及噪声电压的频率都很高，要减小纹波和噪声最简单的办法是在电源电路中加无源低通滤波器。
1减少EMI的措施可以采用金属外壳做屏蔽减小外界电磁场辐射干扰。
为减少从电源线输入的电磁干扰，在电源输入端加EMI滤波器，如图19所示(EMI滤波器也称为电源滤波器)。
图19 开关电源加EMI滤波2 在输出端采用高频性能好、ESR低的电容采用高分子聚合物固态电解质的铝或钽电解电容作输出电容是最佳的，其特点是尺寸小而电容量大，高频下ESR阻抗低，允许纹波电流大。
它最适用于高效率、低电压、大电流降压式DC/DC转换器及DC/DC 模块电源作输出电容。
例如，一种高分子聚合物钽固态电解电容为68μF，其在20℃、100kHz时的等效串联电阻(ESR)最大值为25mΩ，最大的允许纹波电流(在100kHz时)为2400mArms，其尺寸为：7.3mm(长)×4.3mm(宽)×1.8mm(高)，其型号为10TPE68M(贴片或封装)。
纹波电压ΔVOUT为：ΔVOUT=ΔIOUT×ESR (1)若ΔIOUT=0.5A，ESR=25mΩ，则ΔVOUT=12.5mV。
若采用普通的铝电解电容作输出电容，额定电压10V、额定电容量100μF，在20℃、120Hz时的等效串联电阻为5.0Ω，最大纹波电流为70mA。
它只能工作于10kHz左右，无法在高频(100kHz以上的频率)下工作，再增加电容量也无效，因为超过10kHz时，它已成电感特性了。
某些开关频率在100kHz到几百kHz之间的电源，采用多层陶电容(MLCC)或钽电解电容作输出电容的效果也不错，其价位要比高分子聚合物固态电解质电容要低得多。
3 采用与产品系统的频率同步为减小输出噪声，电源的开关频率应与系统中的频率同步，即开关电源采用外同步输入系统的频率，使开关的频率与系统的频率相同。
4 避免多个模块电源之间相互干扰在同一块PCB上可能有多个模块电源一起工作。
若模块电源是不屏蔽的、并且靠的很近，则可能相互干扰使输出噪声电压增加。
为避免这种相互干扰可采用屏蔽措施或将其适当远离，减少其相互影响的干扰。
例如，用两个K7805-500开关型模块组成±5V输出电源时，若两个模块靠的很近，输出电容C4、C2未采用低ESR电容，且焊接处离输出端较远，则有可能输出的纹波和噪声电压受到相互干扰而增加，如图20所示。
如果在同一块PCB上有能产生噪声干扰的电路，则在设计PCB时要采取相似的措施以减少干扰电路对开关电源的相互干扰影响。
图20 K7805-500并联5 增加LC滤波器为减小模块电源的纹波和噪声，可以在DC/DC模块的输入和输出端加LC滤波器，如图21所示。
