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    关于直流电源中的纹波跟噪声测量的分析影响说明

    发布时间: 2021-12-14  点击次数: 30次
      关于直流电源中的纹波跟噪声测量的分析影响说明
      伴随着科技的飞速发展,电子产品的种类日渐增多,性能也逐步提高,并已渗透到人类生产生活的各方各面。电子产品的内部电路高度集成化,计算速度也越来越快。而工程师在设计下一代电子产品时,对于超低功耗(Ultra-LowPower)以及更快系统时钟和超高数据速率的极致追求,延续了电源直流电压越来越低、输出电压精度要求越来越高的趋势。
      这种趋势让电源设计面临严峻挑战,绝大部分电子产品设计团队现在都需要考虑直流电源的信号完整性问题。开关电源中滤波电路的缺陷以及开关管通断产生的高频噪声,会引起纹波和噪声的产生。这不仅会降低电源效率,而且有可能引发干扰和故障。在数字电路中,直流电源的噪声也会是系统时钟和数据抖动的重要贡献者。
      因而,能够拥有一台可测量直流电源微小变化,并能观察到信号更多细节的高精度仪表,同时又对直流电源纹波和噪声的测量方法了如指掌,将会是对电源设计工程师更高的基本要求。
      那首先,让我们先对直流电源纹波及噪声有一个初步的认识,然后针对测量中常遇到的疑惑或者影响测量的诸多因素做简要分析,同时提出相应的解决方案。
      电源纹波和噪声的定义PARD(periodicandrandomdeviation):
      1、电源纹波(PowerRipple):
      直流电压/电流中,叠加在直流稳定量上的交流分量,用电压和电流的均方根值(mVrms/mArms)或峰峰值(mVpp/mApp)来表示。
      2、电源噪声(PowerNoise):
      开关管高速通断,使电压/电流急速变化而引起的高频噪声。
      纹波和噪声是直流电平上的杂波信号,包含周期性与随机性两种成分。其中,周期性成分在直流电压上下轻微波动,就像水平面上波动的水纹一样,所以被称之为纹波。纹波的频率,通常由开关频率的基波和谐波组成。噪声主要由开关管导通或截止瞬间产生的高频脉冲引起,当然也有电源受到的外界电磁场辐射或传导干扰的影响。纹波和噪声无法避免,只能通过相应设计将其减少到合理程度,比如使用合适的滤波器来滤除。
      纹波和噪声的害处:
      1、降低电源效率;
      2、使电子产品发热量增加,降低产品寿命;
      3、较强的纹波可能引起浪涌电压或电流,导致用电器烧毁;
      4、引起电子产品产生谐波,干扰电网中的其他设备正常工作;
      5、干扰数字电路逻辑关系,影响电路正常工作;
      6、带来噪声干扰,引起音频、视频设备产生噪音或画面不稳定。
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