引言：
隨著電力電子設備的迅速發展及多樣化，電源種類也變得復雜多樣：例如適配器、UPS、PC電源、通信電源、醫療電源，航空電源等等，而對于電源設計的要求及測試也變得格外嚴格和苛刻，原因是電源質量的好壞會直接影響到電力電子設備的正常工作，電壓電流在轉換過程中若存在問題會降低電源的效率，干擾電路的邏輯關系，甚至產生浪涌電壓電流燒毀電力電子設備。對于電源的測試，通常會有電源參數、內部元器件等相關的測試，本文基于RIGOL示波器就電源參數測試中非常重要的一項測試：紋波測試。進行簡單的討論和分析：
1.什么是紋波?
所謂的紋波是由于直流穩定電源的電壓波動而造成的一種現象，因為直流穩定電源一般是由交流電源經整流穩壓等環節而形成的，這就不可避免地在直流穩定量中多少帶有一些交流成份，這種疊加在直流穩定量上的交流分量就稱之為紋波。紋波的成分較為復雜，它的形態一般為頻率高于工頻的類似正弦波的諧波，另一種則是寬度很窄的脈沖波。對于不同的場合，對紋波的要求各不一樣。對于電容器來說，無論是那一種紋波，只要不是太大，一般對電容器質量不會構成影響。
那么簡單的理解就是疊加在直流穩定量上的交流分量。通常用有效值或峰值來表示，可以用絕對量，也可以用相對量來表示。例如一個電源工作在穩壓狀態，其輸出為100V，5A，測得紋波的有效值為10mV，這10mV就是紋波的絕對量，而相對量即 紋波系數=紋波電壓 /輸出電壓=10mv/100V=0.01%，即等于萬分之一。
2.紋波的危害：
1)、容易在用電器上產生諧波，而諧波會產生較多的危害;
2)、降低了電源的效率;
3)、較強的紋波會造成浪涌電壓或電流的產生，導致燒毀用電器;
4)、會干擾數字電路的邏輯關系，影響其正常工作;
5)、會帶來噪音干擾，使圖像設備、音響設備不能正常工作
3.如何正確利用示波器進行電源紋波的測試?
1)、示波器帶寬限制打開(一般示波器都有帶寬限制功能，20MHz)，目的是避免數字電路的高頻噪聲影響紋波測量，盡量保證測量的準確性;
圖一：帶寬限制打開，20MHz，探頭比1X，耦合方式為AC交流耦合。
2)、 設置耦合方式為交流耦合，方便測量。(不關心直流電平);如圖一紅色部分。
3)、 保證探頭接地盡量短(測量紋波動輒上百mV 的原因就是接地線太長)。對于RIGOL示波器而言較為合理的方法是拆除探頭的接地線和探頭帽，露出探頭地殼，將RIGOL專用的接地彈簧套在探針地殼處，這樣可以保證接地線長小于1cm;同時減小了長地線與探頭所組成的接收外圍輻射噪聲的區域面積。如圖二。
圖二、虛線面積越大引入外圍噪聲越大
我們知道噪聲的產生原因有兩種，一種是電源自身產生的;另一種是外界電磁場的干擾(EMI)，它能通過輻射進入電源或者通過電源線輸入電源。比如探頭，所以為保證測量結果的準確性，需用接地彈簧，如圖三。
圖三：RIGOL探頭附件中的接地彈簧用法
4)同樣在電源紋波測試中，我們要選擇1:1探頭，而不是示波器的標配10:1探頭。例如：RIGOL的MSO/DS2000A系列，當不用衰減器時，示波器的最小量程是500uV/div，假設此時示波器此時的底噪是1mv。當把量程改成5mV/div時，示波器會在輸入電路中增加一個10：1的衰減器。為了顯示正確的電壓信號，示波器最后顯示時會把信號再放大10倍顯示。因此此時示波器的底噪聲看起來就有10mv了。因此，測量噪聲時應盡可能使用示波器最靈敏的量程檔。另一種比較好的辦法是使用差分探頭，通常差分探頭相比單端探頭會有更高的共模抑制比，對于抑制共模噪聲會有比較好的效果。
5)、在測試中我們同樣會發現：如果使用1倍衰減的探頭測試，當示波器通道輸入為1M歐時，通常其測量出的電源噪聲大于50歐輸入阻抗的。原因是：高頻電源噪聲從同軸電纜傳輸到示波器通道后，當示波器輸入阻抗是50歐時，同軸電纜的特性阻抗50歐與通道的完全匹配，沒有反射;而通道輸入阻抗為1M歐時，相當于是高阻，根據傳輸線理論，電源噪聲發生反射，這樣，導致1M歐輸入阻抗是測試的電源噪聲高于50歐的。所以，測量小電源噪聲推薦使用50歐的輸入阻抗。
總結：因此在遇到電源紋波測量時我們應注意以下幾點：
1、盡量使用示波器最靈敏的量程檔;
2、盡量使用AC耦合功能;
3、盡量使用小衰減比的探頭;
4、盡量使用探頭的短地線;
5、盡量使用差分探頭;
6、根據需要使用帶寬限制功能;
注意了以上問題，電源紋波測試通常會有一個較為滿意的結果
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