详谈如何有效精确测量电源纹波

2020-04-07来源: eefocus关键字:精确测量  电源纹波  示波器

精确地测量电源纹波本身就是一门艺术。在图6.1所示的示例中,一名初级工程师完全错误地使用了一台示波器。他的第一个错误是使用了一支带长接地引线的示波器探针;第二个错误则是将探针形成的环路和接地引线均置于电源变压器和开关元件附近;最后一个错误是允许示波器探针和输出电容之间存在多余电感。该问题在纹波波形中表现为高频拾取。在电源中,存在大量可以很轻松地与探针耦合的高速、大信号电压和电流波形,其中包括耦合自电源变压器的磁场,耦合自开关节点的电场,以及由变压器互绕电容产生的共模电流。


利用正确的测量方法可以大大地改善测得纹波结果。首先,通常使用带宽限制来规定纹波,以防止拾取并非真正存在的高频噪声。我们应该为用于测量的示波器设定正确的带宽限制。其次,通过取掉探针“帽”,并构成一个拾波器(如图6.2所示),我们可以消除由长接地引线形成的天线。将一小段线缠绕在探针接地连接点周围,并将该接地连接至电源。这样做可以缩短暴露于电源附近高电磁辐射的端头长度,从而进一步减少拾波。


最后,在隔离电源中,会产生大量流经探针接地连接点的共模电流。这就在电源接地连接点和示波器接地连接点之间形成了压降,从而表现为纹波。要防止这一问题的出现,我们就需要特别注意电源设计的共模滤波。另外,将示波器引线缠绕在铁氧体磁心周围也有助于最小化这种电流。这样就形成了一个共模电感器,其在不影响差分电压测量的同时,还减少了共模电流引起的测量误差。图6.2显示了该完全相同电路的纹波电压,其使用了改进的测量方法。这样,高频峰值就被真正地消除了。


实际上,集成到系统中以后,电源纹波性能甚至会更好。在电源和系统其他组件之间几乎总是会存在一些电感。这种电感可能存在于布线中,抑或只有蚀刻存在于PWB上。另外,在芯片周围总是会存在额外的旁路电容,它们就是电源的负载。这二者共同构成一个低通滤波器,进一步降低了电源纹波和/或高频噪声。在极端情况下,电流短时流经15nH电感和10μF旁路电容的一英寸导体时,该滤波器的截止频率为400kHz。这种情况下,就意味着高频噪声将会得到极大降低。许多情况下,该滤波器的截止频率会在电源纹波频率以下,从而有可能大大降低纹波。经验丰富的工程师应该能够找到在其测试过程中如何运用这种方法的途径。

关键字:精确测量  电源纹波  示波器 编辑:什么鱼 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/ic493742.html 本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:采用示波器设计Z轴调制电路
下一篇:盘点泰克在探头技术上的创新

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利

推荐阅读

示波器精确测量微小信号
A/D 转换器的全部动态范围。其他示波器使用软件放大,仅仅放大了信号在屏幕上的显示比例, 但实际仅仅利用了 A/D 转换器的一小部分,测量误差巨大。另外,由于R&S®RTO 示波器的本底噪音很低,也就无需通过采用限制输入信号带宽的办法进一步降低噪声, 在最高的灵敏度设置下可以做到全带宽精确测量。图 2:此图显示一个 500 Mbit/s LVDS 全带宽信号(黄色)以及采用有源 探头探测到的 500 MHz 和 250 MHz 的过滤信号(白色为其踪迹)。垂直 分辨率为 40 mV/div (基准单位:4 mV/div , 源于探头 10:1 的衰减 率)。3 基于单核 A/D 转换器的高动态范围真正衡量信号数字量化精度的指标
发表于 2020-04-25
示波器精确测量微小信号
如何进行电源纹波的精确测量
在图 1 所示的示例中,一名初级工程师完全错误地使用了一台示波器。他的第一个错误是使用了一支带长接地引线的示波器探针;他的第二个错误是将探针形成的环路和接地引线均置于电源变压器和开关元件附近;他的最后一个错误是允许示波器探针和输出电容之间存在多余电感。该问题在纹波波形中表现为高频拾取。在电源中,存在大量可以很轻松地与探针耦合的高速、大信号电压和电流波形,其中包括耦合自电源变压器的磁场,耦合自开关节点的电场,以及由变压器互绕电容产生的共模电流。图 1 错误的纹波测量得到的较差的测量结果利用正确的测量方法可以大大地改善测得纹波结果。首先,通常使用带宽限制来规定纹波,以防止拾取并非真正存在的高频噪声。我们应该为用于测量的示波器设定正确
发表于 2020-04-14
如何进行电源纹波的精确测量
开关电源设计秘笈之如何有效精确测量电源纹波
精确地测量电源纹波本身就是一门艺术。在图6.1所示的示例中,一名初级工程师完全错误地使用了一台示波器。他的第一个错误是使用了一支带长接地引线的示波器探针;第二个错误则是将探针形成的环路和接地引线均置于电源变压器和开关元件附近;最后一个错误是允许示波器探针和输出电容之间存在多余电感。该问题在纹波波形中表现为高频拾取。在电源中,存在大量可以很轻松地与探针耦合的高速、大信号电压和电流波形,其中包括耦合自电源变压器的磁场,耦合自开关节点的电场,以及由变压器互绕电容产生的共模电流。 利用正确的测量方法可以大大地改善测得纹波结果。首先,通常使用带宽限制来规定纹波,以防止拾取并非真正存在的高频噪声。我们应该为用于测量的示波器设定正确
发表于 2020-04-14
开关电源设计秘笈之如何有效精确测量电源纹波
Bourns新型环境压力传感器,可精确测量250-500Pa范围内压力
美商柏恩Bourns全球知名电子组件领导制造供货商,宣布推出一款新型 环境压力传感器 可提供高精确性、3.3V电压供应超低压力范围功能。Bourns® BPS125型压力传感器是以最新微机电系统(MEMS)技术为基础,并以微型封装尺寸提供精确性能。Bourns® BPS125型号乃是专为空间受限的3.3V的数字系统设计,BPS125可以极其灵敏和精确的测量250至500Pa范围内的压力,并且经过放大和校准通过数字通信接口读取压力数值。 Bourns此次推出的新型号提供了全面校准和补偿的数据输出,有助于减少处理器的工作量及消除对A/D转换的需求,同时提供长期的稳定性以确保可靠的重复性。BPS125型号传感器提供的功能组合
发表于 2020-03-17
Bourns新型环境压力传感器,可精确测量250-500Pa范围内压力
详解PLL锁定时间精确测量
时钟速度的提高和更严格的信号时序增加了对精准的高频模块的需求。PLL(锁相环)基于输入信号生成高频输出信号,是一种备受欢迎的用于产生高频信号的电路。当PLL参考时钟和PLL反馈时钟的频率和相位相匹配时,PLL则被称为是锁定状态。达到锁定状态所需的时间称为锁定时间,这是PLL设计最关键的参数之一。因此,需要非常精确地加以测量。图1显示了PLL及其组件的简化框图。图1在锁相环中,VCO信号被划分并发回与参考信号进行比较。PLL锁定时间是通电后,PLL需要与相匹配(PLL参考时钟和PLL反馈时钟之间)产生目标频率的时间。图2显示在反馈时钟和参考时钟的频率相同时,锁定信号为高。图2反馈时钟和参考时钟的频率相同时,PLL锁定信号为高PLL
发表于 2020-03-04
详解PLL锁定时间精确测量
示波器测试开关电源纹波的方法
  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。  开关电源输出纹波主要来源于五个方面:输入低频纹波;高频纹波;寄生参数引起的共模纹波噪声;功率器件开关过程中产生的超高频谐振噪声;闭环调节控制引起的纹波噪声。  纹波是叠加在直流信号上的交流干扰信号,是电源测试中的一个很重要的标准
发表于 2020-03-31
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2020 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved