纹波和噪声测试方法(一)
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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。
纹波和噪声的测试方法一、引言纹波和噪声是在电子设备和电路中常见的问题,它们会对系统的性能和稳定性产生不良影响。
因此,为了确保电子设备和电路的正常工作,需要对纹波和噪声进行测试和分析。
本文将介绍纹波和噪声的测试方法。
二、纹波的测试方法纹波是指电源输出中的交流成分,通常是由于电源的不稳定或电路的设计问题引起的。
纹波的测试方法主要包括以下几个方面:1. 输出纹波的测量:使用示波器将电源的输出信号进行测量,然后通过傅里叶变换等方法将信号分解成不同频率的成分,从而得到纹波的幅度和频率。
2. 纹波的评估标准:根据电子设备和电路的要求,确定纹波的允许范围。
通常使用峰峰值、均方根值等指标来评估纹波的大小。
3. 纹波的抑制方法:在设计电源和电路时,可以采取一些措施来抑制纹波的产生。
常见的方法包括使用滤波电容、稳压器等。
三、噪声的测试方法噪声是指电子设备和电路中的随机信号成分,通常是由于电子元件的热噪声、电源的电磁干扰等引起的。
噪声的测试方法主要包括以下几个方面:1. 噪声功率谱的测量:使用频谱分析仪等设备对电子设备和电路的输出信号进行测量,得到噪声功率谱的频率和幅度信息。
2. 噪声的评估标准:根据电子设备和电路的要求,确定噪声的允许范围。
常见的评估指标包括等效输入噪声、噪声系数等。
3. 噪声的抑制方法:在设计电子设备和电路时,可以采取一些措施来抑制噪声的产生和传播。
常见的方法包括屏蔽、隔离、降噪电路等。
四、纹波和噪声的测试仪器为了进行纹波和噪声的测试,需要使用一些专门的测试仪器。
常见的测试仪器包括示波器、频谱分析仪、信号发生器等。
这些仪器能够准确地测量和分析纹波和噪声的特性。
五、测试过程和注意事项在进行纹波和噪声的测试时,需要注意以下几个方面:1. 测试环境的准备:测试仪器和被测试设备应处于稳定的环境中,避免外部干扰对测试结果的影响。
2. 测试信号的选择:根据被测试设备的要求,选择合适的测试信号进行测试。
通常使用正弦波、方波等信号进行测试。
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。
纹波和噪声测试方法纹波和噪声测试方法,在电子设备的设计和测试过程中是非常重要的一环。
纹波是指电流或电压的周期性变化,而噪声则是指非周期性的电流或电压的随机变化。
纹波和噪声的存在可能会影响设备的性能和可靠性,因此需要进行相应的测试来评估和控制。
纹波和噪声测试方法主要分为以下几个方面:1.信号发生器测试:利用信号发生器产生特定频率和幅度的信号,然后通过示波器或频谱仪等仪器来观察电流或电压的波形和频谱。
通过分析波形和频谱,可以评估纹波和噪声的水平。
2.示波器测试:示波器是一种可以显示电流或电压波形的仪器,可以用来直接观察信号的纹波和噪声。
通过连接示波器到被测试的电路或设备上,可以实时观察纹波和噪声的水平和变化情况。
3.频谱分析仪测试:频谱分析仪可以将信号分解为不同频率的成分,并显示出它们的幅度。
可以通过连接频谱分析仪到被测试的电路或设备上,来分析纹波和噪声的频谱分布。
频谱分析可以帮助确定纹波和噪声的频率范围和幅度。
4.噪声测量仪器测试:噪声测量仪器是专门用于测量非周期性电流或电压的噪声水平的仪器。
常用的噪声测量仪器包括噪声分析仪和噪声源等。
通过连接噪声测量仪器到被测试的电路或设备上,可以测量并分析噪声的水平和特性。
5.模拟电压源测试:模拟电压源是用于产生稳定的参考电压的仪器,可以测试纹波的幅度。
通过连接模拟电压源到被测试的电路或设备上,并将输出接到示波器或频谱分析仪等仪器上,可以测量电压的纹波幅度,以评估设备的稳定性。
6.滤波器测试:滤波器可以用于降低纹波和噪声的水平。
通过连接滤波器到被测试的电路或设备上,并观察输出信号的纹波和噪声水平,可以评估滤波器的性能,并确定适合的滤波器参数。
总结起来,纹波和噪声测试方法主要包括信号发生器测试、示波器测试、频谱分析仪测试、噪声测量仪器测试、模拟电压源测试和滤波器测试等。
通过这些测试方法,可以评估和控制设备的纹波和噪声水平,以确保设备的性能和可靠性。
噪声和纹波测试步骤嘿,咱今儿个就来讲讲噪声和纹波测试的那些事儿!你可别小瞧了这噪声和纹波,它们就像隐藏在电路里的小捣蛋鬼,要是不把它们给弄清楚,那可会惹出不少麻烦呢!那怎么进行测试呢?首先,咱得把测试的环境准备好呀,就像要打仗得先把战场布置好一样。
这环境可不能马虎,得安静、稳定,不能有那些乱七八糟的干扰。
然后呢,把要测试的设备接上,就像给它穿上一件专门的测试服。
这时候,你就得瞪大眼睛,竖起耳朵啦!因为接下来的每一步都很关键呢。
接着,启动设备,让它开始工作。
这就好比让运动员开始跑步,咱得看看它跑起来的时候会不会发出奇怪的声音,会不会有不寻常的波动。
在测试的过程中,你得像个侦探一样,仔细观察各种数据和波形。
哎呀,这可真不是个轻松的活儿呀!但没办法,谁让咱要把这些小捣蛋鬼给揪出来呢。
你想想看,如果不认真测试,万一设备在关键时刻掉链子,那不就糟糕啦?就好比你正开着车,突然车子出了问题,那多吓人呀!测试的时候,还得注意各种细节。
比如说,探头的位置放得对不对呀,连接线有没有接好呀。
这些小细节就像一颗颗小螺丝钉,别看它们小,作用可大着呢!有时候,可能一次测试还不够,得反复测几次。
就像你做一道数学题,不验算几遍怎么能放心呢?等测试完了,还得好好分析那些数据和波形。
这就像医生看检查报告一样,得从那些密密麻麻的线条和数字里找出问题所在。
总之啊,噪声和纹波测试可不是一件随随便便就能做好的事情。
它需要我们细心、耐心,还得有一双敏锐的眼睛和一对灵敏的耳朵。
只有这样,才能把那些隐藏的问题给找出来,让设备能够稳稳当当、安安静静地工作。
你说是不是这个理儿呀?所以啊,可别小瞧了这噪声和纹波测试,它可是保证设备正常运行的重要环节呢!。
电源纹波噪声测试方法电源纹波噪声测试是评估电源输出稳定性和质量的一种方法,电源纹波噪声指的是电源输出电压或电流中的交流成分。
在实际应用中,电源纹波噪声会影响到电子设备的正常工作,因此对电源纹波噪声进行测试和评估是非常重要的。
下面是一种常用的电源纹波噪声测试方法:1.准备测试设备和工具:-示波器:用于观测电源输出的波形。
-负载:用于模拟实际工作条件下的电流负载。
-多米尼克-杰角频率计:用于测量电源输出的纹波频率。
2.连接测试设备:-将电源的输出端连接到负载上。
-将示波器的探头连接到电源输出端和地线上。
-将多米尼克-杰角频率计的电极连接到电源输出端和地线上。
3.设置测试参数:-将负载设置为所需的值。
通常情况下,负载的电流应为电源额定输出电流的一半。
-调整示波器的时间基准和电压采样范围,使得波形能够清晰可见,并且不会超过示波器的测量范围。
4.进行测试:-打开电源并让其稳定运行一段时间。
-使用示波器观察电源输出的波形,并记录波形的幅值和频率。
-使用多米尼克-杰角频率计测量纹波频率,并记录下来。
5.分析结果:-根据记录的波形和频率数据,计算电源的纹波噪声。
常用的计算方法有峰-峰值法、均方根值法等。
-将计算结果与电源的规格要求进行比较,评估电源的质量和稳定性。
需要注意的是,电源纹波噪声测试应在标准的电源条件下进行,避免干扰源的影响。
同时,测试时要注意与电源和负载的连接方式,以减小测量误差。
此外,为了提高测试结果的准确性,可以进行多次重复测试,取平均值作为最终结果。
总之,电源纹波噪声测试方法通过观测电源输出波形和测量纹波频率来评估电源的质量和稳定性。
这一测试方法对于保证电子设备正常工作和提高产品质量具有重要意义。
纹波纹波:是附着于直流电平之上的包含周期性与随机性成分的杂波信号。
指在额定输出电压、电流的情况下,输出电压中的交流电压的峰值。
狭义上的纹波电压,是指输出直流电压中含有的工频交流成分。
纹波的成分较为复杂,它的形态一般为频率高于工频(中国是50Hz)的类似正弦波的谐波,另一种则是宽度很窄的脉冲波。
对于不同的场合,对纹波的要求各不一样。
对于电容器来说,无论是哪一种纹波,只要不是太大,一般对电容器质量不会造成影响。
而对工控机电源或音响设备中所使用的电源,由于宽度很窄的脉冲没有足够的能量来推动喇叭的纸盆或话机的听筒而形成杂音。
因此对于这种窄脉冲的要求可以放宽。
而对于音频范围内的类似正弦波的纹波信号,虽然其幅度不是太高,但其能量却使喇叭或听筒发生嗡嗡的杂音。
因此对这种形态的纹波应有一定的要求,而对于用于一些控制的场合,由于窄脉冲达到一定的高度会干扰数字或逻辑控制部件,使设备运行的可靠性降低,因此对这种窄脉冲的幅度应有一定的限制,而对类似正弦波的纹波,一般由于其幅度较低,对控制部件的干扰不大。
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。
例如一个电源工作在稳压状态,其输出为100V/5A,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/100V=0.01%,即等于万分之一。
纹波就是一个直流电压中的交流成分。
直流电压本来应该是一个固定的值,但是很多时候它是通过交流电压整流、滤波后得来的,由于滤波不干净,就会有剩余的交流成分,即便如此,就是用电池供电也因负载的波动而产生波纹。
事实上,即便是最好的基准电压源器件,其输出电压也是有波纹的。
要体验,可以用示波器来看,就会看到电压上下轻微波动,就像水纹一样,所以叫做纹波。
一般使用交流毫伏表来测量纹波电压,因为交流毫伏表只对交流电压响应,并且灵敏度比较高,可测量很小的交流电压,而纹波往往是比较小的交流电压。
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。
电源产品输出电压纹波及噪声测试方法
(1).测试目的:确保产品的输出电压纹波及噪声在标准范围内。
(2).测试条件:
a.输入电压在额定输入电压范围内变化,一般记录三个点上的数据,即最低输入电压、标称输入电压和最高输入电压。
b.显波器设定:带宽20M,探头10X,其接地线长度不应该超过12cm 。
c.在尽量靠近负载端并上两个电容C1,C2;其中C1一般采用10uF电解电容,C2一般采用0.1uF高频电容(电容容量或参考产品标准规定)。
d.测试示意图为:
(3). 测试后检验:
a. 输出直流电压中所包括的交流分量峰一峰值≤输出电压额定值1%,或由型号产品标准规定。
(4). 备注:
A. 检测员严格按照本作业指引进行检验,并作好相关记录,记录表见《综合电气性能测试报告A》。
B. 在测试时失败或异常,速联系品管负责人或相关人员。
纹波和噪声测试方法纹波和噪声测试方法纹波(Waveform Leakage)是指在信号传输过程中,由于传输线或传输媒介本身的特性引起的频率范围内的衰减或干扰。
纹波通常会对信号的精度和可靠性产生影响,因此在许多应用中需要进行纹波测试。
噪声(Noise)是指在信号处理过程中,由于各种干扰因素引起的随机信号。
噪声测试可以帮助评估信号的抗干扰能力和稳定性。
以下是几种常见的纹波和噪声测试方法:1. 静态纹波测试(Static Waveform Leakage):在测试过程中,信号被放置在一个固定位置,并使用仪器测量其频率范围内的衰减。
静态纹波测试可以评估传输线或传输媒介的特性,例如材料密度、电容和电感等。
2. 动态纹波测试(Dynamic Waveform Leakage):在测试过程中,信号通过传输线或传输媒介,并使用仪器测量其频率范围内的衰减。
动态纹波测试可以评估信号在不同负载下的抗干扰能力。
3. 噪声测试:噪声测试可以使用各种仪器进行,例如频谱仪、示波器、信号发生器等。
在测试中,信号被放置在一个固定位置,并使用仪器测量其频率范围内的噪声水平。
噪声测试可以评估信号的抗干扰能力和稳定性。
4. 纹波抑制测试:纹波抑制测试可以使用各种仪器进行,例如滤波器、放大器等。
在测试中,信号被放置在一个固定位置,并使用仪器测量其频率范围内的纹波水平。
纹波抑制测试可以帮助提高信号的精度和可靠性。
纹波和噪声测试方法的选择取决于具体的应用场景和需求。
测试方法可以提供有关信号传输性能的重要信息,例如抗干扰能力、稳定性和精度等。
因此,在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的测试方法。
开关电源纹波噪声测试方法我折腾了好久开关电源纹波噪声测试这事儿,总算找到点门道。
最开始的时候啊,我真是瞎摸索。
我就知道得找个示波器来测,心想这能有多难呢。
就随便拿了个示波器,把探头往电源输出那一端一接,我以为就能看到准确的纹波噪声了,结果大错特错。
那显示出来的数值啊,看起来就很不靠谱。
后来才明白,探头的接地方式太重要了。
如果接地没接好,那测出来的结果就全乱套了。
就好比你要量一个东西的长度,但是尺子没放正一样。
后来我又试了一次,这次我特别注意探头的接地。
我把探头的接地弹簧尽量靠近测试点接地。
这就像是你去钓鱼,要把鱼钩尽可能靠近鱼多的地方一样。
但是又碰到新问题了,测试环境干扰太大了。
周围有其他设备开着的时候,示波器上的波形看起来就有很多毛刺,根本分不清哪些是真正的纹波噪声,哪些是干扰。
又失败了几次后,我就想啊,得把测试环境弄得干净点。
我专门挑了个周围没有什么大型电气设备运行的时间去测试。
还把开关电源单独放在一个绝缘的台子上,减少和其他物体的耦合。
这就像是你要安静地做一件事,就找个没人打扰的小角落一样。
同时呢,示波器的带宽限制也很重要。
我最开始没管这个,后来设置了合适的带宽限制后,发现波形看起来就清晰多了。
我不确定每个型号的示波器这个操作是不是都一样,反正我这个示波器得仔细看说明书才能搞定这个带宽设置呢。
再一个就是测试点的选取。
我最开始就在电源输出线随便找个地方接探头,其实最好是在电容后面,也就是电源滤波之后的地方测。
这地方更能反映纹波经过滤波后的真实情况,就好比你要检测经过净化器后的空气,肯定是要在净化器出风口处检测最准确。
还有采样率,这个设置不好也会影响结果。
要是采样率太低,波形细节就显示不出来,就好像你用低像素的相机拍照,很多细节都看不到了。
我还在不断摸索,但是现在按照这些法子来测试,结果已经靠谱多了。
这就是我在开关电源纹波噪声测试里的一些尝试和经验啦。
如何测试直流电源的纹波噪声
作者:瑞生(QQ/微信:253057617)
理想很丰满,现实很骨感。
理想中的直流电压,应该是一条直直的线,但是现实中,电源是这个样子的:
这是一个开关电源的电压纹波测试,我把示波器打到了每格显示10mv的精度,我发现了这个电压的波动有10mV左右。
(话说,开关电源做到这个程度,就已经不错了)
电源纹波和我们有什么关系?
在做一些高精度仪表仪器的时候,就需要有干净的电源,比如我们要测的传感器电压是uV级别的,那你的电源噪声就10个mV,岂不是瞎折腾。
如何测试电源噪声?
这个才是今天要说的重点。
(很多人搞了多年电子,不会测试电源噪声)
由于条件有限,我们测试电源噪声,一般就用示波器。
1.要选择AC交流档,而不是用DC档;
2.垂直分辨率调到最低,一般就是2mV/div,或者5mV/div,或者
10mV/div。
3.改装示波器探头。
把表笔的探头帽摘掉,地线拔掉,然后绕一条线上去作为地线,测试的时候尽量缩小地线到测试线的截面积。
这是改装前的探头。
这是改装后的探头。
为什么要改装?
因为地线和探针形成的环路截面积会引入外界噪声,使得测量结果不准确。
(关于这一点,你可以自己试试对比一下,相差很大)。
好了,动手吧,看了不动手,等于白看。
输出噪声纹波的测试
输出纹波和噪声是指叠加在输出直流上交流成份,其中纹波是叠加在输出直流上开关频率的谐波分量,而噪声电压是与开关频率无关的非周期的分量。
测试纹波和噪声应在规定的带宽内测试,一般用20MHZ带宽,超20MHZ带宽的示波器可选用20MHZ带宽限制,一般用mVp-p表示,测量时应采用靠测法(见图十五)即去掉探头上的地线夹和测试钩,直接用示波器探头靠在电源模块的输出引针上,这样可以避免空间瞎射造成影响,还可以避免将共模信号叠加在真正要测试的差模信号上。
另一种方法是用双绞线测量。
适用于便装式电源的测量,如图十六所示。
将电源放置在一个离接地板25mm之上的地方,接地板由铝或铜板构成。
电源的输出公共端和AC输入地端直接与接地板连结,而且不长于50mm(线径应> 1mm2)用16AWG铜线傲成300mm长的双绞线,一端接电源输出,另一端并联一只47μF的钽电容,再接到示波器上。
电容的引线应尽可能短,注意极性不要接反。
示波器探头的“地线”应尽可能接到地线环。
输出纹波和噪声是指叠加在输出直流上交流成份,其中纹波是叠加在输出直流上开关频率的谐波分量,而噪声电压是与开关频率无关的非周期的分量。
测试纹波和噪声应在规定的带宽内测试,一般用20MHZ带宽,超20MHZ带宽的示波器可选用20MHZ带宽限制,噪声、纹波测试一般用mVp-p表示,测量时应采用摸拟示波器选择适当的量程,扫描速度应低干0.5秒,测峰-峰值杂音电压,接线如图。
开关电源的纹波和噪声来源:今日电子/21ic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。
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。
开关电源的纹波和噪声(图)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〕与线性电源相比拟,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*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粹的直流电压,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一样。
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一样,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。
纹波和噪声测试方法(一)
纹波和噪声测试
介绍
纹波和噪声是电子设备中常见的问题,会对设备的性能和稳定性产生一定的影响。
因此,进行纹波和噪声测试是非常重要的。
本文将详细介绍纹波和噪声测试的各种方法。
简介
纹波和噪声是电子设备中输出信号中不想要的变动或干扰。
纹波是交流电源中直流电平的波动,而噪声则是来自各种干扰源的信号。
为了确保设备性能和信号质量,纹波和噪声测试至关重要。
纹波测试方法
1. 电压纹波测试
电压纹波指的是电源电压在周期性时间内的变动,通常以峰-峰值进行表示。
常用的测试方法包括: - 使用示波器进行观测和测量; - 使用交流电压表进行直接测量; - 使用信号发生器在电源输入上注入一个特定频率的信号,然后使用示波器观测输出信号。
2. 电流纹波测试
电流纹波是电子设备输出电流中的高频变化。
常用的测试方法包括: - 使用电流探头和示波器进行测量; - 使用高频电流变压器进
行测量。
噪声测试方法
1. 热噪声测试
热噪声是由于电阻内分子热运动引起的随机信号。
进行热噪声测
试时,可以使用以下方法: - 使用热噪声测试仪进行直接测量; -
使用带宽限制器和功率计进行间接测量。
2. 信号噪声测试
信号噪声是指信号中包含的非期望信号。
为了进行信号噪声测试,可以采用以下方法: - 使用示波器、频谱分析仪等工具进行观测和分析; - 使用滤波器和带宽限制器进行信号噪声的滤波处理。
结论
纹波和噪声是电子设备中常见的问题,会对设备的性能和信号质
量造成影响。
通过电压纹波测试和电流纹波测试,可以评估设备的交
流电源质量。
而热噪声测试和信号噪声测试则可以评估设备的噪声水平。
通过这些测试方法,可以帮助我们找出问题所在,并采取相应的
措施来改进设备的性能和信号质量。
以上是关于纹波和噪声测试的各种方法的详细介绍。
希望本文对
您理解和应用纹波和噪声测试有所帮助。
其他注意事项
1. 测试环境
在进行纹波和噪声测试时,需要确保测试环境符合要求。
例如,
测试环境应该尽量减少干扰源,如降低外部电磁场和热噪声。
同时,
测试设备和电路应该进行适当的屏蔽和隔离,以减少外部干扰。
2. 测试参数
在进行纹波和噪声测试时,需要选择适当的测试参数。
例如,对
于纹波测试,需要确定测试频率、测试点和测试时长等。
对于噪声测试,需要确定测试带宽、测量范围和信噪比等。
3. 数据分析
进行纹波和噪声测试后,需要对测试数据进行分析和解读。
通过
分析测试结果,可以确定设备是否符合规格要求,并找出问题的原因。
同时,还可以根据分析结果制定相应的改进措施。
4. 重复测试
为了获得准确的测试结果,建议进行多次重复测试。
通过多次测
试可以降低误差并提高测试结果的可靠性。
总结
纹波和噪声测试在电子设备的开发和生产中起着重要的作用。
通
过纹波测试可以评估设备的电源质量,而噪声测试可以评估设备的噪
声水平。
了解和应用纹波和噪声测试的各种方法,可以帮助我们找出
问题所在,并采取相应的措施来改进设备的性能和信号质量。
记住,在进行测试时要注意测试环境、测试参数、数据分析和重复测试等因素,以确保测试结果的准确性和可靠性。
希望本文对您有所帮助,谢谢阅读!。