收藏备用！直流电源纹波五种测量方法介绍
发布时间: 2026-06-17 14:31:09 浏览数:
一、概述
(三)纹波噪声的危害
受危害影响，电源产品需将纹波控制在较低水平，高精度设备对纹波指标要求更为严苛，纹波测试也成为电源性能标定的核心项目。
优势:整机底噪极低，是超低纹波测量优选方
图-4带差分放大器的高压纹波测量线路图
随着电子产品性能持续升级，行业朝着超低功耗、超高数据速率方向发展，直流电源输出电压逐步走低，电压精度管控标准不断提升。
电源设计面临严苛挑战，开关电源滤波缺陷、功率器件通断产生高频噪声，会形成纹波噪声;在数字系统中，电源噪声还会造成时钟、数据信号完整性劣化，影响系统可靠性。
因此，准确、高效地测量直流电源纹波，已成为电源研发与品质保障中不可或缺的关键环节。
二、电源纹波基础说明
(一)纹波成因
线性电源、开关电源输出直流，均由交流电经整流、滤波、稳压转换而来，滤波不彻底是纹波噪声产生的核心原因。
纹波噪声叠加在直流电压/电流之上，由周期性分量与随机分量组成:
·周期分量:频率对应开关频率基波及其各次谐波
·随机分量:功率器件通断瞬时高频脉冲、外部环境干扰共同产生
(三)纹波噪声的危害
纹波为无用杂波，围绕直流基准电压无规律波动，负面影响覆盖全品类用电设备:
·催生谐波损耗，降低电源转换效率
·高频纹波易诱发电压浪涌，造成设备异常工作、加速元器件老化
·高频纹波易诱发电压浪涌，造成设备异常工作、加速元器件老化
·干扰数字电路逻辑电平，引发通信故障、计量测试误差，严重时直接损毁硬件
受危害影响，电源产品需将纹波控制在较低水平，高精度设备对纹波指标要求更为严苛，纹波测试也成为电源性能标定的核心项目。
三、四种直流电源纹波实测方案
方案1：单端示波器直接测量法
·适用场景:低压电源、纹波指标要求偏低的产品测试
·接线规则:采用单端接地，示波器机壳接地、被测电源悬浮不接地;被测电源外接电阻/电子负载，设置额定电压、电流，设备工作在恒压模式
·硬件配置:直流侧增设 RC保护电路，示波器输入阻抗设为1MO，规避高压损坏仪器
·仪器设置:示波器选用交流耦合，滤除直流分量，缩小垂直档位细化纹波波形，直接读取纹波峰峰值、有效值
·接线规则:采用单端接地，示波器机壳接地、被测电源悬浮不接地;被测电源外接电阻/电子负载，设置额定电压、电流，设备工作在恒压模式
·硬件配置:直流侧增设 RC保护电路，示波器输入阻抗设为1MO，规避高压损坏仪器
·仪器设置:示波器选用交流耦合，滤除直流分量，缩小垂直档位细化纹波波形，直接读取纹波峰峰值、有效值
限制:受示波器自身分辨率约束，无法满足高精度纹波测试需求
图-2带差分放大器的测量纹波电路连接图
方案3：差分传感器+ 波形分析仪测量法图-2带差分放大器的测量纹波电路连接图
·适用仪器:是德科技CX3322A波形分析仪CX1105A低噪声差分电压传感器，差分测试架构
·前置处理:CX1105A器件耐受共模直流电压仅5~6V，传感器输入端加装RC电路，隔断高压直流、优化输入阻抗，抑制交流共模噪声;被测电源·带载运行于额定恒压工况
·前置处理:CX1105A器件耐受共模直流电压仅5~6V，传感器输入端加装RC电路，隔断高压直流、优化输入阻抗，抑制交流共模噪声;被测电源·带载运行于额定恒压工况
·测试性能:20MHz带宽限制、25mV量程下，系统底噪有效值仅20uV，噪声水平约为常规示波器的1/10，全频段测试平坦度优异
·读数规则:波形分析仪显示数值即为纹波实测峰峰值、有效值
优势:整机底噪极低，是超低纹波测量优选方
图-4带差分放大器的高压纹波测量线路图