引言：

　　隨著電力電子設(shè)備的迅速發(fā)展及多樣化，電源種類(lèi)也變得復(fù)雜多樣：例如適配器、UPS、PC電源、通信電源、醫(yī)療電源，航空電源等等，而對(duì)于電源設(shè)計(jì)的要求及測(cè)試也變得格外嚴(yán)格和苛刻，原因是電源質(zhì)量的好壞會(huì)直接影響到電力電子設(shè)備的正常工作，電壓電流在轉(zhuǎn)換過(guò)程中若存在問(wèn)題會(huì)降低電源的效率，干擾電路的邏輯關(guān)系，甚至產(chǎn)生浪涌電壓電流燒毀電力電子設(shè)備。對(duì)于電源的測(cè)試，通常會(huì)有電源參數(shù)、內(nèi)部元器件等相關(guān)的測(cè)試，本文基于RIGOL示波器就電源參數(shù)測(cè)試中非常重要的一項(xiàng)測(cè)試：紋波測(cè)試。進(jìn)行簡(jiǎn)單的討論和分析：

　　1.什么是紋波?

　　所謂的紋波是由于直流穩(wěn)定電源的電壓波動(dòng)而造成的一種現(xiàn)象，因?yàn)橹绷鞣€(wěn)定電源一般是由交流電源經(jīng)整流穩(wěn)壓等環(huán)節(jié)而形成的，這就不可避免地在直流穩(wěn)定量中多少帶有一些交流成份，這種疊加在直流穩(wěn)定量上的交流分量就稱(chēng)之為紋波。紋波的成分較為復(fù)雜，它的形態(tài)一般為頻率高于工頻的類(lèi)似正弦波的諧波，另一種則是寬度很窄的脈沖波。對(duì)于不同的場(chǎng)合，對(duì)紋波的要求各不一樣。對(duì)于電容器來(lái)說(shuō)，無(wú)論是那一種紋波，只要不是太大，一般對(duì)電容器質(zhì)量不會(huì)構(gòu)成影響。

　　那么簡(jiǎn)單的理解就是疊加在直流穩(wěn)定量上的交流分量。通常用有效值或峰值來(lái)表示，可以用絕對(duì)量，也可以用相對(duì)量來(lái)表示。例如一個(gè)電源工作在穩(wěn)壓狀態(tài)，其輸出為100V，5A，測(cè)得紋波的有效值為10mV，這10mV就是紋波的絕對(duì)量，而相對(duì)量即 紋波系數(shù)=紋波電壓 /輸出電壓=10mv/100V=0.01%，即等于萬(wàn)分之一。

　　2.紋波的危害：

　　1)、容易在用電器上產(chǎn)生諧波，而諧波會(huì)產(chǎn)生較多的危害;

　　2)、降低了電源的效率;

　　3)、較強(qiáng)的紋波會(huì)造成浪涌電壓或電流的產(chǎn)生，導(dǎo)致燒毀用電器;

　　4)、會(huì)干擾數(shù)字電路的邏輯關(guān)系，影響其正常工作;

　　5)、會(huì)帶來(lái)噪音干擾，使圖像設(shè)備、音響設(shè)備不能正常工作

　　3.如何正確利用示波器進(jìn)行電源紋波的測(cè)試?

　　1)、示波器帶寬限制打開(kāi)(一般示波器都有帶寬限制功能，20MHz)，目的是避免數(shù)字電路的高頻噪聲影響紋波測(cè)量，盡量保證測(cè)量的準(zhǔn)確性;

　　圖一：帶寬限制打開(kāi)，20MHz，探頭比1X，耦合方式為AC交流耦合。

　　2)、 設(shè)置耦合方式為交流耦合，方便測(cè)量。(不關(guān)心直流電平);如圖一紅色部分。

　　3)、 保證探頭接地盡量短(測(cè)量紋波動(dòng)輒上百mV 的原因就是接地線太長(zhǎng))。對(duì)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(zhuān)用的接地彈簧套在探針地殼處，這樣可以保證接地線長(zhǎng)小于1cm;同時(shí)減小了長(zhǎng)地線與探頭所組成的接收外圍輻射噪聲的區(qū)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(chǎn)生原因有兩種，一種是電源自身產(chǎn)生的;另一種是外界電磁場(chǎng)的干擾(EMI)，它能通過(guò)輻射進(jìn)入電源或者通過(guò)電源線輸入電源。比如探頭，所以為保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)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(cè)試中，我們要選擇1:1探頭，而不是示波器的標(biāo)配10:1探頭。例如：RIGOL的MSO/DS2000A系列，當(dāng)不用衰減器時(shí)，示波器的最小量程是500uV/div，假設(shè)此時(shí)示波器此時(shí)的底噪是1mv。當(dāng)把量程改成5mV/div時(shí)，示波器會(huì)在輸入電路中增加一個(gè)10：1的衰減器。為了顯示正確的電壓信號(hào)，示波器最后顯示時(shí)會(huì)把信號(hào)再放大10倍顯示。因此此時(shí)示波器的底噪聲看起來(lái)就有10mv了。因此，測(cè)量噪聲時(shí)應(yīng)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(huì)有更高的共模抑制比，對(duì)于抑制共模噪聲會(huì)有比較好的效果。

　　5)、在測(cè)試中我們同樣會(huì)發(fā)現(xiàn)：如果使用1倍衰減的探頭測(cè)試，當(dāng)示波器通道輸入為1M歐時(shí)，通常其測(cè)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?shù)绞静ㄆ魍ǖ篮?，?dāng)示波器輸入阻抗是50歐時(shí)，同軸電纜的特性阻抗50歐與通道的完全匹配，沒(méi)有反射;而通道輸入阻抗為1M歐時(shí)，相當(dāng)于是高阻，根據(jù)傳輸線理論，電源噪聲發(fā)生反射，這樣，導(dǎo)致1M歐輸入阻抗是測(cè)試的電源噪聲高于50歐的。所以，測(cè)量小電源噪聲推薦使用50歐的輸入阻抗。

　　總結(jié)：因此在遇到電源紋波測(cè)量時(shí)我們應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

　　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(jù)需要使用帶寬限制功能;

　　注意了以上問(wèn)題，電源紋波測(cè)試通常會(huì)有一個(gè)較為滿意的結(jié)果