任何電子產品的運行，都少不了“電源”這個大動脈，這個大動脈的穩定，強健就是保證產品穩定，可靠，長期運行的關鍵。

產品電源的測試包括：電壓測試，紋波噪聲測試，電流測試，上下電時序及斜率測試，快速上下電測試，短路測試，如果說電壓測試和電流測試是保證電源的強壯性，紋波噪聲測試及上下電時序及斜率測試是保證電源的穩定性，精準無損的紋波噪聲測試為優化設計提供強力支撐。

概念定義

我們日常的電子產品供電一般為直流電源，5V/9V/12V，我們理想的電源是：

實際把直流電源的精度調高，觀察角度放寬，實際直流電源是這樣的：

形如其名，藍色大波浪就是電源的紋波，在波浪上的紅色脈沖尖峰就是電源噪聲，一般使用峰峰值表示，即Pk-Pk值=V波峰-V波谷，單位mV，Pk-Pk值越小，代表紋波噪聲越小，電源越優質;因為我們電路使用的敏感元件，都有一個可承受最大電壓范圍及邏輯電平的分界線，超過這個最大電壓，就有可能損壞元件，直接影響到產品壽命，而出現過低電壓時，有可能引起CPU等關鍵器件的邏輯錯誤，保證電源的紋波噪聲處于合理范圍，才能保持產品的正常運行。

通常所說的紋波主要是由直流電源產生，頻率較低，直流電源包括線性電源和開關電源兩類，線性電源的紋波噪聲主要由前級電源傳遞以及同步開關噪聲產生，紋波噪聲較小，輸出電壓比較穩定，開關電源又分為單相交流輸入的AC-DC開關電源和DC-DC的開關電源，也被稱為一次電源和二次電源。

一次電源紋波噪聲示意圖圖中100Hz的整流紋波，其為50Hz工頻的兩倍，由整流器整流產生，鋸齒波部分由電源PWM調節引起，并疊加了與電源開關頻率同頻的開關噪聲，非周期性出現的噪聲為隨機噪聲。

二次電源紋波噪聲示意圖二次電源的紋波噪聲，沒有一次電源的紋波噪聲有規律，主要由電容的充放電，PWM調節和干擾引起，電源開關紋波頻率同PWM頻率，一般為幾百KHz，非周期出現的噪聲為隨機噪聲。不同于紋波，噪聲存在于全頻帶的信號中，除去開關噪聲和隨機噪聲，單板上的電源還存在板上信號干擾帶來的噪聲，噪聲的成因：1.器件高速開關狀態下，瞬變的交變電流過大;2.電流回路存在電感;頻率在幾十MHz到上百MHz。

紋波噪聲測試的難點：1、測試結果容易引入外界的電磁干擾，造成結果偏大;2、儀器，測試方法選擇不正確，導致測試信號波形失真，丟失部分頻譜的紋波噪聲，以下我們圍繞解決這兩點來進行測試的準備。

儀器選用原則

電源紋波噪聲測試均采用示波器配合相應探頭的方法，連接示波器的探頭主要包括：無源探頭，有源探頭，同軸電纜，根據各種測試探頭的優缺點（主要是考慮精度）：

同軸電纜測試結果較為準確，且受人為因素的影響較小，推薦使用同軸電纜并配合使用隔直電容的方法進行測試。

儀器選用如下：

-示波器一臺，帶寬達到1GHz，靈敏度至少達到10mV/div，存儲深度不低于100K;

-BNC-SMA轉接頭一個，射頻同軸連接器;

-同軸電纜_SMA-JB3母頭-半柔線纜兩根，連接轉接頭與隔直電容，隔直電容與測試線;

-隔直電容1個，為方便連接，可自制一個轉接板，焊接上隔直電容，轉接板的接頭和走線的阻抗要保證50歐姆;

-SMA-KYB1銅管射頻同軸測試線，焊接在單板，另一端通過同軸電纜接到隔直電容;

測試步驟

1.測試準備：

-確認單板運行正常，且需工作在滿載狀態下，示波器與被測系統共地;

-確認單板上的測試點，一般選擇靠近被測對象的電容，并把同軸線纜焊接在電容兩端;

-確保被測電源電壓不超過12V;

2.將單板運行在最大業務，將同軸線探頭通過隔直電容連接到示波器，確認波形正常;

3.設置示波器，開始進行紋波測試

耦合方式：DC耦合+隔直電容

輸入阻抗設置：50Ω

帶寬設置：20MHz

采樣時基：20ms/div

采樣率：1.25Gs/s

垂直分辨率：10mV/div，根據實際調節，保證波形占到屏幕的2/3

采樣方式：打開長余輝模式，并開啟快速捕獲DPO功能

應用場景：開關電源輸出端

持續時間：acqs》50000

記錄Pk-Pk值，并關注MAX，MIN值，若測試結果偏大，盡量調整同軸電纜和引線，減少受到外部高頻元件的干擾。

4.設置示波器，開始進行噪聲測試

耦合方式：DC耦合+隔直電容

輸入阻抗設置：50Ω

帶寬設置：全帶寬，一般≥500MHz

采樣時基：20ms/div

采樣率：1.25Gs/s，不低于1Gs/s

垂直分辨率：10mV/div，根據實際調節，保證波形占到屏幕的2/3

采樣方式：打開長余輝模式，并開啟快速捕獲DPO功能

應用場景：芯片處電源測試

持續時間：acqs》50000

記錄Pk-Pk值，并關注MAX，MIN值，若測試結果偏大，盡量調整同軸電纜和引線，減少受到外部高頻元件的干擾。

注意：測試探頭-同軸線應盡量垂直單板，并遠離噪聲源DDR，DCDC等元器件;

5.對比測試結果，常規下：電源的紋波要求≤3%*電壓，噪聲要求≤5%*電壓，特殊芯片會要求1%的精度，具體以芯片規格書為準。

測試提升

優秀的測試人員不只是客觀準確的完成測試任務，提交測試報告，還要有問題的定位能力及解決測試fail的能力。

電源的紋波噪聲超標，我們可以從以下幾個角度出發，優化我們的設計，減小紋波噪聲：

確認同軸線纜周圍是否有高頻元件及電感器件，調整同軸線纜，觀察測試結果，排除外界干擾;

優化開關電源電路的輸入，輸出濾波電容搭配，大電容搭配小電容，一般是100：1的比例，因為負載運行過程會出現電流用量的頻繁變化，增大電容可以顯著減小紋波噪聲，但到一定程度后效果甚微，根據實際測試調整電容的比例;

在滿足輸出電流前提下可加大電感量，電感量越大，輸出紋波會減小，但動態響應變差，根據實際測試情況調整電感量;

優化輸出到反饋端的元件，減小串聯電阻，增大并聯電容，可以提高開關電源的動態響應，優化紋波噪聲;

優化PCB的布局及走線，較長的走線，過孔都會引入較大的干擾，在走線中間，過孔處增加去耦電容;

選擇動態響應比較好的功率變換器，可以優化重載下的紋波噪聲。
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