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电源纹波探头测试直流电源上纹波和噪声电压的方法

2024-08-15 09:00:55

一、电源纹波探头

       电源纹波探头也叫电源轨探头(Power rail probe ),60V偏置电压,1GHz高频带宽,用来测量直流电源上的纹波和噪声电压。

电源纹波探头


二、纹波&噪声的基本概念

电源纹波探头

(1)纹波Ripple: 电源滤波电容充放电时电容上的电压变化

(2)噪声Noise: 高速功率开关器件或者数字电路工作时产生的高频噪声电压


三、示波器偏置问题

(1)为了在示波器上测量直流电源.上的纹波和噪声电压分量,必须把DC电压分量消除。

(2)但前者的电压可能低于1mV,后者的电压大小一般在1V--48V,两者相差1000倍以上。

(3)示波器通常没有足够的偏置,把DC轨上的噪声和纹波位移到屏幕中心,来进行所需的测量


四、电源纹波探头测试直流电源上纹波和噪声电压的方法有4种:

      分别是:1:1 无源电压探头;10:1 无源电压探头;无源传输线探头;纹波电压探头。

1、纹波电压测试方法一:使用1:1无源探头测试

优点:信号输入无衰减,高输入阻抗

缺点:带宽不高,一般≤6MHz,远远小于测量纹波和噪声的较低要求20MHz带宽

缺点:示波器AC耦合的低频截至点是10Hz,会导致10Hz及以下频率的信号不可观测

无源探头

                                           无源探头


2、纹波电压测试方法二:10 : 1无源探头测试

优点:高带宽1GHz,高输入阻抗

缺点:10X的衰减比导致示波器底噪在10mVpp以上,所以不能测量精密电源

缺点:示波器AC耦合的低频截至点是10Hz,会导致10Hz及以下频率的信号不可观测


无源探头

                                                                                

                                           10X 1X噪声对比图

                    10:1衰减的无源探头测试纹波会增大示波器噪声


3、纹波电压测试方法三:无源传输线探头

优点:高带宽1GHz,DC输入阻抗高,信号无衰减

缺点:探头的耦合电容有低频截止点,导致1kHz频率以下的信号无法观察


无源传输线探头


4、纹波电压测试方法四:电源纹波探头

优点:高带宽1GHz, DC输入电阻高50kΩ,极低的本底噪声,信号几乎无衰减

缺点:无

电源纹波探头

五、电源纹波探头实测

电源纹波探头实测


(1)测试产品:9V松下碳性干电池

(2)示波器设置: DC耦合,1.25X衰减,50Ω输入阻抗


六、电源纹波探头噪声


电源纹波探头噪声


电源纹波探头噪声

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