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2021年11月12日 | 泰克示波器解密电源纹波测试误区
2021-11-12 来源：eefocus
现今社会，电子产品已经广泛应用到日常生活中。电子产品都离不开电源，而电源部件也是大多数电子产品故障的最主要原因。泰克示波器是电源设计工程师必不可少的测试工具。
输出电压纹波是指叠加在直流电压上的交流成分，是电源测试中的一个很重要的指标。开关电源的电压纹波一般由开关电压经电感电容滤波后产生（由开关频率，输入输出电压，拓扑结构，电感，电容决定），同时还受工频电压整流，干扰，负载波动等的影响。电压纹波做为一个输出电压指标，要满足后端元器件或设备使用要求。如果测试结果不满足要求，一般需要增加滤波器件或者改变设计，造成项目成本的增加或交期延长。
但是，电源纹波测试中工程师常常会遇到以下测试误区：
1. 带宽限制
带宽限制是使用示波器测试中首要应该考虑的因素，测试一般使用20MHz带宽限制（非固定，以后端芯片实际要求为准），而开关电源行业使用的示波器和探头一般都在几百MHz，如果忘记做相应的带宽限制，会使测试结果差之千里。
2. 长地线or 短底线
很多工程师都使用探头标配的鳄鱼夹地线进行测试，但是这样的话，会造成地环路很大，引入更多的噪声，特别是长地线经过一些高噪声器件（比如电感，开关管等）时，测试结果会远大于短地线。
3. 探头衰减比（10:1 or 1:1）
测试工程师都习惯于在测试电压纹波时使用示波器标配的10:1探头进行测试，10:1衰减比的探头就是把信号在探头内部衰减10倍，然后示波器显示波形的时候再放大十倍，在放大的过程中会把示波器底噪也同步放大并叠加在测试的电压纹波上，因此使用10：1探头会使电压纹波测试结果变大。测试灵敏度也会受探头衰减比影响，市面上示波器最高灵敏度基本都是1mV/div，但是配合10：1探头最高灵敏度会下降到10mV/div，无法进行10mV以下电压纹波的测试。
另外，市面上所有10:1/1:1衰减比可调探头在1:1下都不能满足电压纹波测试需求，因为所有这些探头在1:1下带宽都小于20MHz.
4. 示波器垂直刻度设置是否合理
由于垂直分辨率已经由固定的ADC位数所决定，示波器垂直刻度越大，其底噪以及测试误差就越大，如果测试电压纹波时垂直刻度设置不合理，就会造成非常离谱的结果。我们建议测试电压纹波时要把垂直刻度调整到波形显示高度至少超过1格 （推荐2-3格）。
4 系列 MSO 的 12 位 ADC 及新型 High Res 模式实现了业界领先的垂直 分辨率。
5. 示波器偏置能力是否足够
测试电压纹波时要设置合适的垂直刻度，而设置合适的垂直刻度就需要示波器或者探头有足够的偏置能力，泰克MDO3000、MDO3系示波器提供业界最强大的偏置能力，可以满足大多数直流电压的纹波测试。如果使用的示波器偏置能力不足以满足电压纹波的测试需求，那么就需要使用AC耦合进行测试。
6. BNC同轴线缆如何测试电源纹波
在用户测试现场，也常常会看到客户使用BNC同轴线缆进行电压纹波测试，但是基于阻抗匹配的要求，使用BNC线缆测试时，示波器阻抗一定要设置为50ohm。
但是该方法会产生两个问题：1）会使待测信号增加一个50ohm的负载并进行分压，测试结果会稍微偏低。2）示波器在50ohm阻抗匹配下都不支持AC耦合，因此当示波器偏置能力不够时，使用BNC线缆无法测试电压纹波。
史海拾趣
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