如(ru)何正確而優雅地(di)理解(jie)電源紋(wen)波和電源噪聲？

　　我們在使用功率放大器進(jin)行測試時(shi)(shi)，可(ke)能都會遇(yu)到這兩個概念：電(dian)(dian)源(yuan)紋(wen)(wen)波(bo)&電(dian)(dian)源(yuan)噪(zao)聲(sheng)，對(dui)于電(dian)(dian)源(yuan)的(de)AC特性，我們常(chang)常(chang)會想到電(dian)(dian)源(yuan)紋(wen)(wen)波(bo)，有時(shi)(shi)也會稱為電(dian)(dian)源(yuan)噪(zao)聲(sheng)，噪(zao)聲(sheng)與紋(wen)(wen)波(bo)往往會被大(da)家(jia)(jia)混為一談，其實噪(zao)聲(sheng)和(he)紋(wen)(wen)波(bo)是有區別(bie)的(de)，今天和(he)大(da)家(jia)(jia)就紋(wen)(wen)波(bo)和(he)噪(zao)聲(sheng)做(zuo)一個專(zhuan)門的(de)分析，讓大(da)家(jia)(jia)能夠更加(jia)清晰的(de)去認識紋(wen)(wen)波(bo)和(he)噪(zao)聲(sheng)。

　　1概念

　　紋波(bo)：是(shi)指在(zai)電(dian)源(yuan)(yuan)輸出的(de)時(shi)候，電(dian)源(yuan)(yuan)自(zi)身開關引起的(de)一種固定頻率波(bo)動的(de)現象，紋波(bo)一般跟電(dian)源(yuan)(yuan)的(de)開關頻率同步(bu)，由電(dian)容(rong)的(de)充放電(dian)、PWM調節等產生。

　　噪聲(sheng)：其實噪聲(sheng)是一(yi)個籠統的(de)(de)(de)說(shuo)法，包(bao)含很多(duo)種的(de)(de)(de)成(cheng)分(fen)，既包(bao)括(kuo)底噪、電(dian)(dian)磁耦合(he)(he)、PowerPlane的(de)(de)(de)諧振等，同(tong)時也(ye)包(bao)括(kuo)電(dian)(dian)源自身(shen)的(de)(de)(de)噪聲(sheng)。噪聲(sheng)主要是來自板上(shang)用電(dian)(dian)器(qi)件，隨(sui)著用電(dian)(dian)器(qi)件內驅(qu)動、接收開關(guan)變化，電(dian)(dian)源網絡上(shang)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)流也(ye)會(hui)隨(sui)之(zhi)變化，電(dian)(dian)流的(de)(de)(de)變化也(ye)引起(qi)了(le)電(dian)(dian)壓的(de)(de)(de)波動，因此(ci)這一(yi)部分(fen)的(de)(de)(de)噪聲(sheng)占電(dian)(dian)源噪聲(sheng)的(de)(de)(de)很大比(bi)重，其他的(de)(de)(de)像電(dian)(dian)磁耦合(he)(he)等占的(de)(de)(de)比(bi)重一(yi)般(ban)較小。

　　下圖1所(suo)示為(wei)噪聲和紋波的示意圖。

　　圖1噪聲和紋波示意圖

　　紋波與噪聲對比

　　3.紋波與(yu)噪聲的測(ce)試

　　3.1紋波測試

　　在測試紋波(bo)的(de)時候一(yi)般需(xu)要(yao)使用20MHz的(de)帶(dai)寬限制，目(mu)的(de)是為了把高頻的(de)噪聲去(qu)掉，位置要(yao)選擇在電(dian)源輸出位置，抓到(dao)真(zhen)實的(de)電(dian)源紋波(bo)。

　　紋波測試方法：

　　用(yong)示波(bo)器的交流耦合檔位；

　　帶寬限制成20MHz；

　　把(ba)示波(bo)器(qi)探(tan)頭的(de)地夾線(xian)去掉(diao)，換上彈簧接地環，用(yong)探(tan)針靠接電(dian)源(yuan)的(de)輸出端，接地環就近連接在裸露的(de)地上，觀(guan)察輸出的(de)波(bo)形。

　　如下圖所示：

　　紋波測試需要注意以(yi)下三點：

　　不(bu)能采用示波器的(de)通(tong)用探(tan)頭，因為通(tong)用探(tan)頭的(de)地線（地夾）不(bu)屏蔽且較連接(jie)線很長，容易耦合到(dao)外界電磁波的(de)干(gan)擾，造成較大的(de)噪聲輸出(chu)，形成環的(de)面(mian)積越大，受干(gan)擾的(de)影(ying)響越大；

　　對于紋波的測(ce)試其測(ce)量點應在電源(yuan)輸(shu)出端上；

　　測(ce)試(shi)(shi)時需要帶負(fu)(fu)載(zai)測(ce)試(shi)(shi)，不帶負(fu)(fu)載(zai)測(ce)試(shi)(shi)紋波有時會偏(pian)大。

　　3.2噪聲測試

　　在(zai)測試電源(yuan)噪(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)的時候不做帶寬限制，目的是最大可能獲(huo)取真實情況，位置選擇(ze)可不固定(ding)，可在(zai)電源(yuan)輸出端(duan)(duan)，也可在(zai)用電芯(xin)片電源(yuan)引腳(jiao)端(duan)(duan)，一(yi)般來說，在(zai)用電芯(xin)片引腳(jiao)端(duan)(duan)測試噪(zao)(zao)聲(sheng)(sheng)才有參考意義(yi)。

　　噪聲測試方法：

　　用示波器的交流(liu)耦合檔位；

　　帶(dai)(dai)寬一般不限制，選擇全帶(dai)(dai)寬；

　　把示(shi)波(bo)(bo)器(qi)探頭的(de)地夾線去掉，換上接(jie)地環，用(yong)探針靠接(jie)需要(yao)測試位置，接(jie)地環就近連接(jie)在裸露的(de)地上，觀察輸出的(de)波(bo)(bo)形。

　　4.改善

　　4.1紋波改善

　　對于電(dian)(dian)源紋(wen)波(bo)，只(zhi)(zhi)能(neng)抑制(zhi)，無法去(qu)除，因為紋(wen)波(bo)是由于開關管的(de)開關導致，因此，在改(gai)善(shan)紋(wen)波(bo)上只(zhi)(zhi)能(neng)盡可能(neng)的(de)優化開關電(dian)(dian)源的(de)布局布線(xian)，其次(ci)，在滿足輸(shu)出電(dian)(dian)流下可稍(shao)加大電(dian)(dian)感量(liang)（一般(ban)電(dian)(dian)感量(liang)越大，輸(shu)出紋(wen)波(bo)越小，但是對應的(de)動(dong)態響應會變差，注(zhu)意(yi)輸(shu)出電(dian)(dian)流越大，需(xu)要電(dian)(dian)感量(liang)越小），其次(ci)提高開關頻率對紋(wen)波(bo)也會有所改(gai)善(shan)。

　　4.2噪聲改善

　　相對于(yu)紋波，噪(zao)聲就較難改(gai)善(shan)，有個經(jing)典的公式(shi)說明PDS的噪(zao)聲來源：

　　公式中(zhong)可(ke)(ke)看出噪聲(sheng)來源(yuan)(yuan)其一(yi)是dI，其二(er)是供電(dian)(dian)(dian)(dian)回路電(dian)(dian)(dian)(dian)感L（在回路非(fei)理想時(shi)，阻抗不為零，電(dian)(dian)(dian)(dian)感是一(yi)定有(you)的(de)），由于sink接收端的(de)dI我(wo)們(men)無法控制(zhi)，因(yin)此在設計時(shi)盡可(ke)(ke)能控制(zhi)這個L，我(wo)們(men)會在電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)傳(chuan)輸網(wang)(wang)絡上放置一(yi)定規格、數量(liang)的(de)去耦電(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)，來保證這個電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)網(wang)(wang)絡的(de)阻抗在有(you)效頻率內是低(di)于目標(biao)阻抗，從而確保電(dian)(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)噪聲(sheng)是滿足要求的(de)。

　　ATA-4052高壓功率放大器

　　帶寬(kuan)：（-3dB）DC~500kHz

　　電壓(ya)：310Vp-p（±155Vp）

　　電流：2.82Ap

　　功率(lv)：437.1Wp

　　壓擺率：345V/μs

　　可程控

西安安泰電(dian)子是專業從事功率放大器、高(gao)壓放大器(qi)、功率信號源、前置微小信號放大器、高精(jing)度電(dian)壓源、高精(jing)度電(dian)流源等電(dian)子測量(liang)儀器(qi)研發、生產和銷售的高科技企業，為(wei)用(yong)戶提供具有競(jing)爭力(li)的測試(shi)(shi)方案。Aigtek已(yi)經(jing)成為(wei)在業界擁有廣泛產品線，且具有相當規模的儀器(qi)設備(bei)供應商，樣機(ji)都(dou)支(zhi)持免費試(shi)(shi)用(yong)。如想了解更多功率放大器(qi)等產品，請持續關注安(an)泰電(dian)子官網hkdyw.cn或撥打029-88865020。