DC-DC電源波紋的測(cè)量方法及儀器要求

直流DC-DC電源模塊能夠很大程度上縮短電路設(shè)計(jì)的時(shí)間，降低成本，因此被大量應(yīng)用在電路設(shè)計(jì)當(dāng)中。其中，DC-DC電源模塊的好壞往往由電源波紋指標(biāo)來(lái)決定，電源波紋指標(biāo)是數(shù)字電路穩(wěn)定工作的前提，為了確保電路順利的工作，就必然要知道直流DC-DC電源模塊的輸出波紋，并進(jìn)行觀(guān)察，確保正常。

但是在對(duì)一些運(yùn)行正常的電路進(jìn)行測(cè)量時(shí)，往往會(huì)有人的測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)偏差。紋波值會(huì)出現(xiàn)不正常的偏高現(xiàn)象，這并不是電路有故障，而是測(cè)量方法存在問(wèn)題。

正確的測(cè)量方法

限制示波器帶寬為20MHz(大多中低端示波器檔位限制在20MHz，高端產(chǎn)品還有200MHz帶寬限制的選擇)，目的是避免數(shù)字電路的高頻噪聲影響紋波測(cè)量，盡量保證測(cè)量的準(zhǔn)確性。

設(shè)置耦合方式為交流耦合，方便測(cè)量(以更小檔位來(lái)仔細(xì)觀(guān)測(cè)紋波，不關(guān)心直流電平)。

保證探頭接地盡量短(測(cè)量紋波動(dòng)輒上百mV的主要原因就是接地線(xiàn)太長(zhǎng))，盡量使用探頭自帶的原裝測(cè)試短針。如果沒(méi)有測(cè)試短針，可以拆除探頭的接地線(xiàn)和外殼，露出探頭地殼，自制接地線(xiàn)纏繞在探頭地殼上，保證接地線(xiàn)長(zhǎng)度小于1cm。

示波器地懸空，只通過(guò)探頭地與測(cè)試信號(hào)的參考點(diǎn)共地，不要通過(guò)其他方式與測(cè)試設(shè)備共地，這樣會(huì)給紋波測(cè)量引入很大的地噪聲。例如：當(dāng)示波器和其他儀器共插線(xiàn)板時(shí)，其他儀器的開(kāi)關(guān)可能通過(guò)接地線(xiàn)給測(cè)試帶來(lái)噪聲干擾。

其中第3條是關(guān)鍵中的關(guān)鍵。接地線(xiàn)過(guò)長(zhǎng)，其電感效應(yīng)將給測(cè)量系統(tǒng)引入額外的噪聲，如圖1所示。

圖1 探頭接地線(xiàn)的電感效應(yīng)

對(duì)儀器的要求

示波器參數(shù)要求：支持帶寬限制功能：一般示波器都支持20MHz帶寬限制，如：SDS1102CM。

探頭要求：為了使接地線(xiàn)盡量短，盡量使用探頭的原裝測(cè)試短針，若無(wú)原裝測(cè)試短針，則須自制短接地線(xiàn)：去除探頭接地線(xiàn)套，用金屬絲自行繞制接地短線(xiàn)，推薦五類(lèi)線(xiàn)中銅絲，強(qiáng)度適中(還是有些偏軟，有更好的請(qǐng)推薦)。其他候選有焊錫絲、刻刀。選擇1X無(wú)衰減檔位，一般無(wú)源探頭在1X檔位時(shí)，其帶寬限制在6MHz/10MHz帶寬，如此在前端可有效濾除高頻噪聲的干擾，減小紋波測(cè)量影響。

真正的紋波應(yīng)該是什么樣子?

以下各圖可以讓大家對(duì)紋波的相貌大概有個(gè)感性認(rèn)識(shí)。被測(cè) DC/DC 模塊輸出3.3V與1.9V兩路電壓。

圖2 3.3V輸出波紋

圖3 測(cè)試方法不對(duì)3.3V輸出波紋明顯增大

圖4 1.9V輸出波紋

圖5 測(cè)試方法不對(duì)1.9V 輸出波紋值明顯增大

本篇文章主要介紹了如何測(cè)量直流轉(zhuǎn)換電源紋波，給出了正確的測(cè)量方法，并對(duì)測(cè)量過(guò)程中所需的電子儀器提出了要求，在最后，給出了正常的電源波紋作為參考。算是比較適合新手的一篇文章，希望大家在閱讀過(guò)本篇文章之后，能掌握測(cè)量直流轉(zhuǎn)換電源紋波的方法。