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變頻電源的紋波測(cè)量方式解析

 所謂紋波電壓,是指輸出電壓中50赫或100赫的交流分量,通常用有效值或峰值表示。經(jīng)過穩(wěn)壓作用,可以使整流濾波后的紋波電壓大大降低,降低的倍數(shù)反比于穩(wěn)壓系數(shù)S。
       我們都知道,示波器能夠?qū)⑷庋劭床坏降碾娦盘?hào)轉(zhuǎn)換成可以看見的圖像,便于大家研究各種電現(xiàn)象的變化過程。它是一種用途廣泛的電子測(cè)量?jī)x器,可以用來觀察各種不同信號(hào)幅度隨時(shí)間變化的一些波形曲線,還可以測(cè)試各種不同的電量,比如電壓、電流、相位差、調(diào)幅度等等。
       首先,可以先用示波器將整個(gè)波形捕獲,然后將關(guān)心的紋波部分放大來觀察和測(cè)量(自動(dòng)測(cè)量或光標(biāo)測(cè)量均可),同時(shí)還要利用示波器的FFT功能從頻域進(jìn)行分析。通常使用帶寬限制來規(guī)定紋波,以防止拾取并非真正存在的高頻噪聲。為用于測(cè)量的示波器設(shè)定正確的帶寬限制。
       其次,通過取掉探針“帽”,并構(gòu)成一個(gè)拾波器,可以消除由長(zhǎng)接地引線形成的天線。將一小段線纏繞在探針接地連接點(diǎn)周圍,并將該接地連接至電源。這樣做可以縮短暴露于電源附近高電磁輻射的端頭長(zhǎng)度,從而進(jìn)一步減少拾波。
       在隔離交流變頻電源中,會(huì)產(chǎn)生大量流經(jīng)探針接地連接點(diǎn)的共模電流。在電源接地連接點(diǎn)和示波器接地連接點(diǎn)之間形成了壓降,從而表現(xiàn)為紋波。為防止這一問題的出現(xiàn)就需要特別注意電源設(shè)計(jì)的共模濾波。
       另外,將示波器引線纏繞在鐵氧體磁心周圍也有助于最小化這種電流。這樣就形成了一個(gè)共模電感器,其在不影響差分電壓測(cè)量的同時(shí),還減少了共模電流引起的測(cè)量誤差。
       集成到系統(tǒng)中以后,電源紋波性能甚至?xí)?。在交流變頻電源和系統(tǒng)其他組件之間幾乎總是會(huì)存在一些電感。這種電感可能存在于布線中,抑或只有蝕刻存在于PWB上。在芯片周圍總是會(huì)存在額外的旁路電容,它們就是電源的負(fù)載。這二者共同構(gòu)成一個(gè)低通濾波器,進(jìn)一步降低了電源紋波和/或高頻噪聲。
       在極端情況下,電流短時(shí)流經(jīng)15nH電感和10μF旁路電容的一英寸導(dǎo)體時(shí),該濾波器的截止頻率為400kHz。這種情況下,就意味著高頻噪聲將會(huì)得到極大降低。該濾波器的截止頻率會(huì)在電源紋波頻率以下,從而有可能大大降低紋波。
       電源輸出的直流電壓應(yīng)為一固定值,但是很多時(shí)候它是通過交流電壓整流、濾波后得來的,或多或少會(huì)有剩余的交流成分,包含周期性與隨機(jī)性成分的雜波信號(hào)稱之為紋波。較大的紋波會(huì)影響CPU與GPU正常工作,這個(gè)數(shù)值越小越好。
       總結(jié),在使用示波器時(shí),大家還需注意要讓儀器在安全范圍內(nèi)正常工作,這樣才能保證儀器和操作人員的安全。

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