如何正确地测试纹波电压

纹波电压在产品中是一项很重要的参数，过大的纹波电压不仅会直接影响音频电路的信噪比，甚至引起电路的误动作。在实际做设计调试和测试时，我们发现很多同事并不知道如何去测试纹波，因此收集了一些网上资料结合实际经验总结出这篇文章，借此抛砖引玉。 由于目前产品中大量应用开关电源和DC-DC等电路进行供电和电压转化，此类设计由于应用了开关技术使供电的效率有了本质上的提高，大大减小了功率耗散；但同时也增加了输出

　　一、 纹波的概念：

纹波就是一个直流电压中的交流成分。直流电压本来应该是一个固定的值， 但是很多时候它是通过交流电压整流、滤波后得来的，由于滤波不干净，就会有剩余的交流成分，即便如此，就是用电池供电也因负载的波动而产生波纹。事实上，即便是最好的基准电压源器件，其输出电压也是有波纹的。纹波应是 AC 和开关频率的整倍数，用傅里叶级数展开应该是 mf 越高，Am 越小。杂噪应该是不规则的离散波，是由非线性器件对 I、V 互相反复调制，在负载、输入的 AC 变化、温度变化都使杂噪变化，其频带可能有数十 MHz 到 1GHz，主要以辐射的形式存在。杂噪是一种常用的通俗说法。其共性就是具有随机性。但必须注意，噪声的分布一般呈现高斯分布，即白噪声，而纹波则不是。输出纹波和输出电流和输出电压都有关系，主要是与电流的关系。通常输出纹波近似等于输出电流乘上输出滤波电容的 ESR 值。所以并不是滤波电容的容量越大输出纹波越小，而应该是滤波电容的 ESR 值越小输出纹波越小。纹波是出现在输出端子间的一种与输入频率和开关频率同步的成分，用峰-峰（peak to peak）值表示，一般在输出电压的 0.5%以下；噪声是出现在输出端子间的纹波以外的一种高频成分，也用峰-峰（peak to peak）值表示，一般在输出电压的 1%左右。纹波噪声是二者的合成，用峰-峰（peak to peak）值表示，一般在输出电压的 2%以下。通常我们所说的纹波噪声是对电压信号而言。

　　

　　1. 由输入端频率为 f 的 AC 交流电形成频率为 2f 的低频纹波成分； 2. 由 PWM 开关频率调制器调制过程形成的高频纹波成分； 3. 与 PWM 纹波相同频率的开关噪声； 4. 由交流输入源频率和开关频率带来的其它随机杂讯噪声。实际测试的波形如下图所示（测试对象为 DVD 电源板 5V 输出纹波）：