今天聊一聊如何測(cè)量電源的紋波。

1、紋波的測(cè)量點(diǎn)要求

紋波測(cè)量點(diǎn)要選擇靠近負(fù)載的地方，例如CPU的供電管腳上的去耦電容上。

PDN是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，主板上一個(gè)電源平面的不同的地方紋波是不一樣的，建議選擇最遠(yuǎn)，負(fù)載最大，環(huán)境最惡劣的地方。

如果一個(gè)電源網(wǎng)絡(luò)同時(shí)給多個(gè)耗電大的IC供電，這幾個(gè)大的IC電源管腳都需要測(cè)試紋波水平。

2、示波器要求

電源走線上有很多電容，寄生參數(shù)，形成了一個(gè)類似的低通濾波器，電源上包含的頻率分量并不高，最多數(shù)十兆赫茲。

DC-DC電源的開關(guān)頻率也只有幾兆赫茲。如果只是想測(cè)量紋波水平，不考慮主板上的高頻信號(hào)耦合到電源線上的噪聲，只需要選擇低帶寬的示波器。

示波器上都有一個(gè)帶寬抑制功能，可以把示波器帶寬抑制到20MHz，在測(cè)量紋波時(shí)，要打開這個(gè)功能。

儀器的垂直刻度放的越大（每一格代表的電壓越小），儀器的靈敏度越高，噪聲性能越好。測(cè)量時(shí)應(yīng)把信號(hào)放滿屏幕，獲得最高的儀器分辨率。

此外，還可以使用示波器的高分辨率模式High Res等。

3、探頭要求

可以選用低帶寬的探頭。淘寶和電子市場(chǎng)買到的低端探頭只有20MHz帶寬，完全夠用了。

但是切記一定更要選擇有X1檔位的探頭。因?yàn)槿绻褂?0X探頭，信號(hào)在探頭先衰減10倍，進(jìn)入示波器后再放大10倍。對(duì)于小信號(hào)而言，衰減10倍后，這部分信號(hào)很有可能就隱藏在底噪里面了。下面是泰克示波器的專業(yè)解釋：

示波器輸入的信噪比計(jì)算公式如下：

例如如果我們選擇一個(gè)10mV（這是一個(gè)10mV的噪聲，但這個(gè)時(shí)候我們把它當(dāng)做信號(hào)）輸入，隨機(jī)噪聲是200uV（這個(gè)指標(biāo)是示波器產(chǎn)品技術(shù)資料上的隨機(jī)噪聲，是示波器內(nèi)部電路的噪聲，一般用Vrms表示），那么10x探頭的SNR是：

1X衰減探頭的SNR是：

因此1X探頭能獲得更好的信噪比，能得更準(zhǔn)確的還原小信號(hào)。所以測(cè)量小信號(hào)一定要用1X探頭，而且要注意1X探頭的帶寬。

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也有一些人，建議在探頭的正負(fù)極之間，并聯(lián)一個(gè)0.1uF的電容，用于濾除高頻信號(hào)，其實(shí)這也是限制帶寬的一種方法，而且限制的帶寬很低，我覺得沒有特別的必要。

4、探頭接地要求

探頭都有一個(gè)接地夾，它與探頭正極形成的環(huán)路，如果板子上的高頻信號(hào)穿過，會(huì)在示波器上形成比噪聲信號(hào)還要大的電壓，因此測(cè)量紋波這種小信號(hào)時(shí)，一定要保證這個(gè)環(huán)路越小越好。

最好的縮短接地路徑的方法是用接地環(huán)，淘寶可以買到。

5、專業(yè)測(cè)試方法

用50Ω同軸線，一頭間斷，焊接到負(fù)載端電容上，焊接線越短越好。另一端接到示波器上，示波器設(shè)置50Ω輸入，1X。

因?yàn)殡娫吹膬?nèi)阻都很低，幾個(gè)歐姆甚至更低，因此用示波器的50Ω作為負(fù)載已經(jīng)足夠了。

編輯：黃飛

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