电源纹波如何测量
今天聊一聊如何测量电源的纹波。
1、纹波的测量点要求
2、示波器要求
1. 带宽选择
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低频成分为主：电源线路中存在大量电容和寄生参数，形成类似低通滤波器的效果，使电源上的频率成分通常不超过数十兆赫兹。
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DC-DC电源开关频率：一般仅为几兆赫兹。因此，如果仅需测量纹波水平，而不考虑主板上高频信号对电源线的噪声耦合，可以选择低带宽的示波器。
2. 带宽抑制功能
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过滤高频噪声：大多数示波器配备带宽抑制功能，可将带宽限制在20MHz。在测量纹波时，建议开启此功能，以有效过滤掉不必要的高频噪声，提高测量精度。
3. 垂直刻度与灵敏度
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优化灵敏度：将示波器的垂直刻度调整为每一格代表的电压尽可能小，这样仪器的灵敏度和噪声性能会更高。
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信号充满屏幕：测量时应尽量将信号放满屏幕，以获得最高的仪器分辨率，确保细微的纹波信号不会被遗漏。
4. 高分辨率模式
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提升测量精度：许多示波器提供高分辨率模式（如High Res），可以进一步提升测量精度。在需要更清晰的纹波波形时，建议启用此模式。
3、探头要求
1. 带宽要求
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低带宽探头足够：对于电源纹波测量，可以选用带宽较低的探头。市场上常见的20MHz带宽探头，尤其是淘宝和电子市场的低端探头，完全能够满足需求。
2. 探头倍数选择
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优先选择有X1档位的探头：在测量小信号时，探头的倍数选择很重要。使用10X探头时，信号会先在探头端被衰减10倍，然后进入示波器后再放大10倍。虽然这种处理适用于大信号，但对于小信号来说，经过10倍衰减后，信号很可能被隐藏在底噪之中，导致测量不准确。因此，建议优先选择具备X1档位的探头。
示波器输入的信噪比计算公式如下：
例如如果我们选择一个10mV（这是一个10mV的噪声，但这个时候我们把它当做信号）输入，随机噪声是200uV（这个指标是示波器产品技术资料上的随机噪声，是示波器内部电路的噪声，一般用Vrms表示），那么10x探头的SNR是：
1X衰减探头的SNR是：
因此1X探头能获得更好的信噪比，能得更准确的还原小信号。所以测量小信号一定要用1X探头，而且要注意1X探头的带宽。
也有一些人，建议在探头的正负极之间，并联一个0.1uF的电容，用于滤除高频信号，其实这也是限制带宽的一种方法，而且限制的带宽很低，我觉得没有特别的必要。
4、探头接地要求
测量电源纹波时，探头的接地方式会直接影响到测量结果的准确性。探头自带的接地夹与探头正极之间会形成一个环路，如果板子上的高频信号穿过这个环路，就可能在示波器上产生比噪声信号还大的干扰电压。
为了避免这种情况，确保接地环路越小越好。使用短的接地线，并尽量将接地环直接连接到待测点附近的地平面，这样可以有效减少高频干扰，提高测量的准确性。
最好的缩短接地路径的方法是用接地环，淘宝可以买到。
5、专业测试方法
测量电源纹波时，建议使用50Ω同轴线，一端剪断后直接焊接到负载端的电容上，焊接线越短越好，以减少干扰。将同轴线的另一端连接到示波器，并将示波器设置为50Ω输入模式，选择1X档位。由于电源内阻通常非常低，使用示波器的50Ω输入作为负载已经足够，不会对电源性能产生显著影响。通过这种方法，可以更精准地测量纹波，避免信号衰减和噪声干扰。
