比较有纹波的定义和无纹波的定义系统的区别,分析纹波的定义产生的原因

随着开关频率和开关速度不断的提升,在使用开关型的DC/DC电源的时候,要特别关注输入输出电源的纹波。
但是测量DC/DC电源的纹波和噪声没有一个行业标准。不同厂家的测试环境以及测试标准都不太一样,导致很多人很迷惑。这篇文章提供了一个简单可靠的电源纹波的测试方法,这种测试方法的可复现性很好,并且不需要带宽很高的示波器和探头

这篇文章适合用于测量开关型DC/DC转换器的输入以及输出纹波,包括电荷泵,但是不适用于低压差稳压器(LDO)。

纹波和噪声指的是在DC/DC转换器输入输出电容上的交流耦合信号,在测试中,一般我们会将这个信号带宽限制到20MHz(示波器带宽设置)。
纹波和噪声主要由以下四项组成。


和PWM频率相同的。这个纹波表示了输入和输出电容上的充放电过程,在最大负载时,这个纹波达到最大值。这种电压的波动可以通过加大输入输出电容、加大输出电感来减小。

这种噪声发生在电源的开关时刻。虽然开关噪声的重复周期和PWM频率一致,但是振荡频率一般都很高。开关噪声新的振幅一般取决于电源芯片、电路寄生参数以及PCB布板。

一般是交流供电频率的两倍。我国供电频率是50Hz,所以它的纹波主要来自工频50Hz变压器。大小取决于整流电路的类型。对于半波整流,50Hz;对于全波整流,是100Hz;对于三相全波整流,300Hz。

非周期性的随机噪声(NOISE)
和AC电源开关频率均无关。

由于现在AC-DC部分大多采用模块开关电源,后级DC/DC电路工频噪声比较小;随机噪声无法量化。所以一般不考虑这两项的影响,典型的开关电源纹波噪声如下图所示。
我们需要测量的是纹波以及开关噪声之和。

接下来描述了在错误以及正确测量电源纹波噪声的两种方式。

下图是一个错误的测量方式,因为示波器的地线会拾取辐射噪声。示波器的地线和信号探头形成的环路形成了一个天线。环路面积越大,在电源PWM切换时,示波器接受到的开关噪声就越大。


在测量中,如何减小拾取的辐射噪声?
最简单可靠的方法是采用一个接地环来测量电源纹波以及噪声。为了进一步的降低测试误差,可以将示波器探头和地线直接放在电源输出电容得两端。如下图所示,采用这种方法,在信号探头和地线之间的环路面积很小,所以测量中带来误差的噪声几乎可以忽略。

1、无源探头DC耦合测试

DC耦合方式为信号提供直接的连接通路。因此信号提供直接的连接通路。因此信号的所有分量(AC和:DC)都会影响dao示波器的波形显示。
使用无源探头DC耦合测试,示波器内部设置为DC耦合,耦合阻抗为1Mohm,此时无源探头的地线接主板地,信号线接待测电源信号。
这种测量方法可以测到除DC以外的电源噪声纹波。
如图4所示,当采用普通的鳄鱼夹探头时,由于地和待测信号之间的环路太大,而探头探测点靠近高速运行的IC芯片,近场辐射较大,会有很多EMI噪声辐射到探头回路中,使测试的数据不准确。为了改善这种情况,推荐用无源探头测试纹波时,使用右图中的探头,将地信号缠绕在信号引脚上,相当于在地和信号之间存在一个环路电感,对高频信号相当于高阻,有效抑制由于辐射产生的高频噪声。更多时候,建议测试者采用第三种测试方法,将一个漆包线绕在探头上,然后将漆包线的焊接到主板地网络上,移动探头去测试每一路电源纹波噪声。同时无源探头要求尽量采用1:1的探头,杜绝使用1:10的探头。

无源探头地线两种处理方法:
对于示波器,若垂直刻度为xV/div,示波器垂直方向为10div,满量程为10xV,示波器采样AD为8位,则量化误差为10x/256

}

1、如果模拟信号频谱的最高频率为m ax f ,只要按照采样频率( ) 进行采样,那么采样信号就能唯一的复观。

2、两个连续环节1()G s 和2()G s 串联,若两者中间没有采样器则其开环脉冲传递函数为( )。

3、若连续系统为Gc(s)稳定,采用一阶后向差分离散化方法离散,所得Gc(z)( )。

C 、临界稳定的 5、在计算机控制系统的控制器设计时,为了提高系统的控制精度,通常在系统中引入偏差的( )控制。

A 、比例 B、积分 C 、微分 6、求

7、两个连续环节1()G s 和2()G s 串联,若两者中间有采样器则其开环脉冲传递函

9、连续系统传递函数的一个极点P=-5,Z 变换后将映射到Z 平面的( )。

10、计算机控制系统与连续系统相比,在系统结构与参数不变的条件下抑制干扰

}

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