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:开关电源设计 测量 电源纹波
编辑:探路者 引用地址:开关电源设计:有效精确测量电源纹波
推荐阅读最新更新时间:2023-10-12 22:44
ZDS2022示波器百集实操视频之96:测量数据结果导出为CSV
大家好,致远电子站在完全为用户着想的角度,在ZDS2022示波器中为您提供了信号波形、FFT分析与标配的众多协议分析结果的CSV数据文件导出功能。 前不久,致远电子示波器用户微信群中的一位刘工跟我们交流说,他在工作中需要经常用到参数测量功能,并且要做测试报告。因为ZDS2022示波器中每一个测试项结果中都有当前值,最大值,最小值,平均值,均方根值,测试次数。一个参数项测量结果能同时反应很多种类型对他来说是非常棒的功能,所以他想在测试报告中把所有类型全都记录下来。在第92期视频中我们已与大家共享了ZDS2022示波器的CSV数据存储方式,事实上,致远电子示波器研发团队充分考虑到用户可能需要存储多种格式,在【Save/Recall
[测试测量]
基于GSM、GPS及CAN总线的列车行程测量系统的研究
引言
随着铁路运输向高速度、高密度方向发展,安全工作将更加重要。一旦发生事故,不仅中断行车、打乱正常运行秩序,在经济上造成严重的损失,而且还会在社会上产生不良影响。为保证列车快速、安全、舒适、高效地在高速线上运行,对铁路列车进行及时的检修是非常重要的。列车检修周期主要以列车行驶的里程为参考,所以及时准确地记录列车的行驶里程是保证列车安全运行的关键。以往对列车各车厢行驶里程的记录是采用人工记录计算机存储的方式,有时由于工作人员的疏忽,就可能造成记录表丢失或漏记现象,这样就会使列车的实际行驶里程与记录的行驶里程不符,从而使列车不能得到及时地检修,为列车的安全运行造成了隐患。因此,研制一个能够自动记录列车行驶里程的网络系统是至
[嵌入式]
基于AT89C51单片机和555定时器的电阻电容测量系统设计
本文介绍了一种基于555定时器和单片机的数显式电阻和电容测量系统设计方案。该系统利用555和待测电阻或电容组成多谐振荡器,通过单片机测量555输出信号的周期,根据周期与待测电阻或电容的数学关系计算出电阻或电容值,再将之在LCD1602上显示出来。最后仿真结果表明该测量系统具有结构简单,方便实用等优点,能够测量一定范围内的电阻和电容值。 1.引言 在电子仪器、仪表的制造及使用行业,有大量的印刷电路板需要调试、测量与维修,需要对电阻电容的数值进行测试。 本文介绍了一种基于AT89C51单片机和555定时器的数显式电阻和电容测量系统设计方案,然后制作出电路实物,实现系统的功能。系统利用555定时器和待测电阻(或电容)组
[单片机]
隧洞灌浆工程中如何正确地使用电磁流量计进行测量
一、 电磁流量计 使用背景概述
随着中国一带一路经济战略的实施,内地与沿海,国内与国外的联系将会越来越紧密,各种各样的物资贸易将极大地推动国家陆路交通线的发展,铁路、高速公路都将有一个发展高潮。中国的地形趋势是西高东低,西部绝大部分都是山区,东部的平原相对于中国的整个版图来说只是一小部分,因此向西的交通线路沿途将需要开凿许多隧道和坝口。在隧道的灌浆施工中,动态精确的计量水泥灌浆量至关重要,电磁流量计以其独特的优点在隧洞固结灌浆施工中大大提高了浆液体积的测量精确度,对保证资料的真实性和确保工程质量起到了很大作用。
本文所举例中的大西沟水库工程是新疆乌鲁木齐河上的龙头水库,水库距乌鲁木齐市68k
[测试测量]
致远电子数据采集记录仪,保证温度测量的准确性
使用热电偶测量温度最常见的测温方法,但是由于热电偶冷端温度不为0℃,直接测量往往会造成较大误差。致远电子数据采集记录仪可以进行热电偶冷端温度补偿,保证温度测量的准确性! 一、热电偶为什么要进行冷端补偿 热电偶测量温度时要求其冷端(测量端为热端,通过引线与测量电路连接的端称为冷端)的温度保持不变,其热电势大小才与测量温度呈一定的比例关系。 理论上, 热电偶 是冷端以0℃为标准进行测量的。然而,通常测量时仪表是处于 室温 之下的,由于冷端不为0℃,造成了热电势差减小,使测量不准,出现误差。为减少这类测试误差,在冷端采取一定措施补偿由于冷端温度变化造成的影响称为热电偶的冷端补偿。 二、冷端补偿原理 热电偶
[测试测量]
纹波测试——电源测试您所忽视的问题(2)
对于直流电源来说,评价直流的纯净度,所以就有了 纹波测试 。 电压的波动一般分为两种:纹波和噪声,一般来说把低于500KHz频率的波动称为纹波,高于20MHz频率的一般不测试(属于干扰范畴)。 在 纹波测试 时,以下几点,您的示波器使用对了吗? ✔示波器带宽限制到20M,这个是必须的。耦合方式:交流耦合 ✔示波器必须是浮地测试,也就是说示波器的供电三角插头的地线必须去掉,不与插板的地线相接。这个要特别小心,特别是电源电压较高的时候。 ✔ 探头使用X1的档位,您可以检查您测试时候的探头设置。哪怕电源输出电压较高。 ✔ 探头使用近地端,而不是标配的带夹子的那根。一般从探头的近地端引出一个不超过2CM的线进行测试。 ✔必要的时候在探头的
[电源管理]
用于微波测量的采样探头
在微波带通滤波器的设计、开发、校准和测试中要用到节点电压。采样探头可测量单独滤波谐振器的节点电压。
这种探头由同轴连接器(或适配器),绝缘线探头和机械外壳构成。一般采样探头的外壳机械部分以前就有,使用的是BNC插孔,其适用频率高达4GHz。本文将对一种使用SMA连接器,微波频率范围达12GHz的采样探头的设计进行探讨。
采样探头
图1是一种与SMA连接器兼容的采样探头外壳的机械图。一个孔对孔SMA适配器(如M/A-COM2080-1900-02,其采用机械式接触并经钝化的不锈钢精加工)被拧进外壳内的直径为0.25~0.36英寸的螺纹内。一根部分绝缘的总线通过外壳上直径
[应用]
使用STM32ADC看门狗测量出待测信号
我们在做ADC应用时,有些场合需要精确测量出待测信号的数据,有时可能并不关心ADC结果多准确,只要满足某个范围即可,这时我们就可以考虑使用STM32ADC看门狗功能了。 STM32 ADC基本上都支持模拟看门狗功能,即ADC模块对被检测的模拟通道的转换结果基于硬件对其合法性、安全性进行监测。我们可以设置被监测通道的转换结果合法性检查的上下阈值,若结果处于阈值之外则视为异常,并可以触发中断。 尤其有些场合,我们可能使用到数个ADC通道,8个、10个甚至更多,同时程序还需要基于各通道的转换结果进行合法性或安全性监测,此时使用ADC模拟看门狗功能就很方便。我们可以先让模拟看门狗做第一步把关,只有出现异常数据时才去进一步检查确认。
[单片机]