普源示波器電源紋波測試及方法

什么是電源紋波

電源紋波指的是疊加在直流電源輸出電壓或電流中的交流成分。當使用示波器測量時，能觀察到波形中存在尖銳的毛刺，這些毛刺便是電源噪聲的直觀體現。

紋波產生的核心原因

開關元件的周期性動作：變壓器、整流器等核心器件在工作時的周期性開關動作，會直接導致輸出電壓產生周期性波動。

濾波元件的性能局限：盡管濾波元件的設計初衷是消除或減小紋波，但受限于自身特性和性能參數，無法實現完全消除。

輸入信號的不穩定性：電網電壓波動、線路噪聲等外部因素會通過電源傳導至輸出端，引發紋波。

負載的動態變化：當負載需求發生變化時，電源需要實時調整輸出電壓，這種動態調整過程會導致輸出電壓出現瞬時波動，進而產生紋波。

紋波對設備的危害

功能干擾：紋波信號可能通過電路傳導至其他模塊，干擾正常的信號傳輸與處理，造成設備功能異常或誤操作。

噪聲污染：紋波中的交流成分易被敏感元器件捕獲，轉化為噪聲信號，嚴重影響設備的性能精度。

電磁干擾：紋波會通過電源線或地線形成電磁輻射，對周邊設備或系統的正常運行構成潛在威脅。

如何進行紋波測試

電源紋波的幅值通常在幾百微伏到幾十毫伏之間，屬于典型的小信號，測量過程極易受環境干擾。因此，紋波測試對連接方式、儀器設置等有嚴格規范，通常采用示波器作為核心測量工具。

不當測試條件的影響

在使用長導線連接、10X 探頭且未設置帶寬限制的情況下，測量結果會引入大量干擾信號，無法真實反映紋波的實際狀態。

科學的測試設置方法

探頭參數調節

選擇 1X 檔位：探頭的不同檔位代表前端電路的衰減倍數。10X 檔位會將信號衰減 10 倍后傳輸至示波器，示波器再進行 10 倍放大還原，但此過程中引入的干擾也會被同步放大，對微小的紋波信號影響顯著。因此必須使用 1X 檔位，確保原始信號無衰減地傳入示波器。

優化接地方式：拆除探頭原配的長接地夾，改用短接地彈簧。原配接地線因長度較長，易產生寄生電感，導致高頻噪聲或偽影信號混入測量結果，短接地彈簧能有效抑制這類干擾。

示波器關鍵設置

啟用 20MHz 帶寬限制：紋波信號以低頻成分為主，開啟帶寬限制功能可過濾高頻噪聲，確保測量對象的純粹性。

切換至交流耦合模式：該模式能有效去除直流分量，使示波器可設置更小的垂直檔位。將信號調節至占據屏幕 80% 左右的顯示空間，能顯著提高測量精度。

波形調節與測量

完成上述設置后，示波器可基本還原真實的紋波波形。通過調節水平時基和垂直檔位，使波形完整清晰地顯示在屏幕上，此時啟用示波器的自動測量功能，即可獲得準確的紋波參數。