什么是電源紋波

電源紋波指的是疊加在直流電源輸出電壓或電流中的交流成分。當(dāng)使用示波器測(cè)量時(shí)，能觀察到波形中存在尖銳的毛刺，這些毛刺便是電源噪聲的直觀體現(xiàn)。

紋波產(chǎn)生的核心原因

開(kāi)關(guān)元件的周期性動(dòng)作：變壓器、整流器等核心器件在工作時(shí)的周期性開(kāi)關(guān)動(dòng)作，會(huì)直接導(dǎo)致輸出電壓產(chǎn)生周期性波動(dòng)。

濾波元件的性能局限：盡管濾波元件的設(shè)計(jì)初衷是消除或減小紋波，但受限于自身特性和性能參數(shù)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)完全消除。

輸入信號(hào)的不穩(wěn)定性：電網(wǎng)電壓波動(dòng)、線路噪聲等外部因素會(huì)通過(guò)電源傳導(dǎo)至輸出端，引發(fā)紋波。

負(fù)載的動(dòng)態(tài)變化：當(dāng)負(fù)載需求發(fā)生變化時(shí)，電源需要實(shí)時(shí)調(diào)整輸出電壓，這種動(dòng)態(tài)調(diào)整過(guò)程會(huì)導(dǎo)致輸出電壓出現(xiàn)瞬時(shí)波動(dòng)，進(jìn)而產(chǎn)生紋波。

紋波對(duì)設(shè)備的危害

功能干擾：紋波信號(hào)可能通過(guò)電路傳導(dǎo)至其他模塊，干擾正常的信號(hào)傳輸與處理，造成設(shè)備功能異?；蛘`操作。

噪聲污染：紋波中的交流成分易被敏感元器件捕獲，轉(zhuǎn)化為噪聲信號(hào)，嚴(yán)重影響設(shè)備的性能精度。

電磁干擾：紋波會(huì)通過(guò)電源線或地線形成電磁輻射，對(duì)周邊設(shè)備或系統(tǒng)的正常運(yùn)行構(gòu)成潛在威脅。

如何進(jìn)行紋波測(cè)試

電源紋波的幅值通常在幾百微伏到幾十毫伏之間，屬于典型的小信號(hào)，測(cè)量過(guò)程極易受環(huán)境干擾。因此，紋波測(cè)試對(duì)連接方式、儀器設(shè)置等有嚴(yán)格規(guī)范，通常采用示波器作為核心測(cè)量工具。

不當(dāng)測(cè)試條件的影響

在使用長(zhǎng)導(dǎo)線連接、10X 探頭且未設(shè)置帶寬限制的情況下，測(cè)量結(jié)果會(huì)引入大量干擾信號(hào)，無(wú)法真實(shí)反映紋波的實(shí)際狀態(tài)。

科學(xué)的測(cè)試設(shè)置方法

探頭參數(shù)調(diào)節(jié)

選擇 1X 檔位：探頭的不同檔位代表前端電路的衰減倍數(shù)。10X 檔位會(huì)將信號(hào)衰減 10 倍后傳輸至示波器，示波器再進(jìn)行 10 倍放大還原，但此過(guò)程中引入的干擾也會(huì)被同步放大，對(duì)微小的紋波信號(hào)影響顯著。因此必須使用 1X 檔位，確保原始信號(hào)無(wú)衰減地傳入示波器。

優(yōu)化接地方式：拆除探頭原配的長(zhǎng)接地夾，改用短接地彈簧。原配接地線因長(zhǎng)度較長(zhǎng)，易產(chǎn)生寄生電感，導(dǎo)致高頻噪聲或偽影信號(hào)混入測(cè)量結(jié)果，短接地彈簧能有效抑制這類(lèi)干擾。

示波器關(guān)鍵設(shè)置

啟用 20MHz 帶寬限制：紋波信號(hào)以低頻成分為主，開(kāi)啟帶寬限制功能可過(guò)濾高頻噪聲，確保測(cè)量對(duì)象的純粹性。

切換至交流耦合模式：該模式能有效去除直流分量，使示波器可設(shè)置更小的垂直檔位。將信號(hào)調(diào)節(jié)至占據(jù)屏幕 80% 左右的顯示空間，能顯著提高測(cè)量精度。

波形調(diào)節(jié)與測(cè)量

完成上述設(shè)置后，示波器可基本還原真實(shí)的紋波波形。通過(guò)調(diào)節(jié)水平時(shí)基和垂直檔位，使波形完整清晰地顯示在屏幕上，此時(shí)啟用示波器的自動(dòng)測(cè)量功能，即可獲得準(zhǔn)確的紋波參數(shù)。