开关电源的纹波噪声产生特点和测试要点

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。  

所有的数字示波器都使用衰减器和放大器来调整垂直量程。设置衰减以后示波器本身的噪声会被放大。因此，测量噪声时应尽可能使用示波器最灵敏的量程档。但是示波器在最灵敏档下通常不具有足够的偏置范围可以把被测直流电压拉到示波器屏幕中心范围进行测试，因此通常需要利用示波器的ＡＣ耦合功能把直流成分滤掉只测量ＡＣ成分。

基于同样的原因，在电源测量中也应该尽量使用１：１的探头而不是示波器标配的１０：１的探头。否则示波器的噪声也会被放大。探头带来的噪声是在在衰减器前面耦合进来的，因此无论衰减比设置多少，探头贡献的噪声都是一定的。但是，在某些不正确的使用方法下，探头可能会带来额外的噪声，一个典型的例子就是使用长地线。

为了方便测试，示波器的的无源探头通常会使用10ｃｍ左右的鳄鱼夹形式的长地线，但是这对于电源纹波的测试却是不适用的，特别是板上存在开关电源的场合。由于开关电源的切换会在空间产生大量的电磁辐射，而示波器探头的长地线又恰恰相当于一个天线，所以会从空间把大的电磁干扰引入测量电路。一个简单的验证方法就是把地线和探头前端接在一起，靠近被测电路（不直接接触）就可能在示波器上看到比较大的开关噪声。因此测量过程中应该使用尽可能短的地线。

现在很多被测件要求测量出峰峰值为几毫伏的纹波。这时候最好用同轴电缆来进行测量，虽然同轴电缆的阻抗只有50欧姆，但是对于毫偶级别的被测电源来说，负载影响很小，测试精度非常高。最后要注意的一点是，通常电源测试都规定了某个频率范围内的纹波和噪声，比如２０ＭＨｚ以内的，而一般示波器的带宽都大于这个要求，因此测试时可以打开示波器的带宽限制功能，这对于减小高频噪声也会有比较好的效果。

电源纹波噪声的测试需要注意以下几点，尽量使用自制的电源测试探头，尽量使用示波器最灵敏的量程档；使用ＡＣ耦合功能和小衰减比的探头；探头的接地线尽量短；根据需要使用带宽限制功能。