【導(dǎo)讀】本文詳述了直流轉(zhuǎn)換電源紋波的測量過程,做出爭取的測量方法,對測量所需的電子儀器做出要求,最后獲得正常的電源紋波作為參考依據(jù)。希望閱讀完本文后,新手能夠掌握測量直流轉(zhuǎn)電源紋波的方法。
直流DC-DC電源模塊能夠很大程度上縮短電路設(shè)計的時間,降低成本,因此被大量應(yīng)用在電路設(shè)計當中。其中,DC-DC電源模塊的好壞往往由電源波紋指標來決定,電源波紋指標是數(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,并進行觀察,確保正常。
但是在對一些運行正常的電路進行測量時,往往會有人的測量結(jié)果出現(xiàn)偏差。紋波值會出現(xiàn)不正常的偏高現(xiàn)象,這并不是電路有故障,而是測量方法存在問題。
正確的測量方法
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量,盡量保證測量的準確性。設(shè)置耦合方式為交流耦合,方便測量(以更小檔位來仔細觀測紋波,不關(guān)心直流電平)。
保證探頭接地盡量短(測量紋波動輒上百mV的主要原因就是接地線太長),盡量使用探頭自帶的原裝測試短針。如果沒有測試短針,可以拆除探頭的接地線和外殼,露出探頭地殼,自制接地線纏繞在探頭地殼上,保證接地線長度小于1cm。
示波器地懸空,只通過探頭地與測試信號的參考點共地,不要通過其他方式與測試設(shè)備共地,這樣會給紋波測量引入很大的地噪聲。例如:當示波器和其他儀器共插線板時,其他儀器的開關(guān)可能通過接地線給測試帶來噪聲干擾。
其中第3條是關(guān)鍵中的關(guān)鍵。接地線過長,其電感效應(yīng)將給測量系統(tǒng)引入額外的噪聲,如圖1所示。
圖1:探頭接地線的電感效應(yīng)
對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:為了使接地線盡量短,盡量使用探頭的原裝測試短針,若無原裝測試短針,則須自制短接地線:去除探頭接地線套,用金屬絲自行繞制接地短線,推薦五類線中銅絲,強度適中(還是有些偏軟,有更好的請推薦)。其他候選有焊錫絲、刻刀。選擇1X無衰減檔位,一般無源探頭在1X檔位時,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紋波的相貌大概有個感性認識。被測 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:測試方法不對3.3V輸出波紋明顯增大
圖4:1.9V輸出波紋
圖5:測試方法不對1.9V 輸出波紋值明顯增大