本來想在網絡中摘抄一副直流開關電壓源輸出示波器直流耦合條件下的測試波形，沒有找到，至少沒有找到合適的。

不過，我們終歸會自己測試這一波形，然后仔細觀察它，甚至會放大某些細節觀察，或者測量其頻譜。現在我們可以想象一下其波形。

紋波和噪聲定義

電源軌電壓必須位于目標負載容許范圍內。下圖摘抄自Tektronix網頁，圖中可以看出其電源電壓包含直流，噪聲，周期性偏差及瞬變。

瞬變可能自于目標負載瞬變(Load transient)或者輸入電源電壓瞬變(Line transient)。不過，這篇文檔我們主要簡單描述一下噪聲及周期性偏差。

下圖摘自于Keysight網頁，圖中突出了噪聲及周期性偏差。

周期性偏差也稱之為紋波，而噪聲是隨機偏差。不過這些術語通常會互換使用。紋波和噪聲是直流電壓源交流特性參數之一。

開關紋波

由開關穩壓器拓撲結構與基本工作原理可知，開關變換器利用開關器件開和關從輸入側離散傳遞能量至輸出側，并形成開關穩壓器儲能電感紋波電流。

下圖以降壓穩壓器拓撲結構為例子，圖示開關節點電壓及輸出電壓紋波波形。其中，開關節點電壓波形頻譜取決于開關變換器工作頻率及占空比，并于負載電流一起決定了電感紋波電流主要能量頻譜。

電感紋波電流經由輸出電容濾波，在其輸出電容，等效串聯電阻及等效串聯電感作用下形成至少直觀上特征不明顯的紋波電壓。當然還有其它或更高階寄生參數影響。

紋波總是開關電源中的主要交流偏差，其峰峰值通常為幾個mV或數十個mV。

高頻尖峰和振鈴

高頻尖峰和振鈴噪聲是由開關穩壓器導通或關斷瞬變產生的。某些文檔也稱其為高頻紋波，畢竟它也為周期性偏差。

不過這不重要，對于電源完整性的要求，又或者對于電源規格定義，一般會把紋波和噪聲放到一起量化其峰峰值或頻譜特性。重點是識別其特征，并根據其特征或產生原因削弱它。

考慮開關器件和PCB走線中的寄生電感和電容；對于下圖降壓穩壓器，開關器件開關時快速電流瞬變將在開關節點處引起高頻電壓尖峰和振鈴。尖峰和振鈴噪聲會隨著電流負載的提高而提高。

根據開關穩壓器的導通/關斷壓擺率，最高尖峰和振鈴頻率將在20MHz至300MHz范圍內，受寄生電感和電容影響，輸出LC濾波器在抑制方面可能不是非常有效。來自于輸入節點及開關節點的輻射噪聲同樣影響周圍電路及輻射發射測試。

寬帶噪聲

開關穩壓器中的寬帶噪聲是輸出電壓上的隨機幅度噪聲。它可以用整個頻率范圍內的噪聲密度來表示。由于硅工藝和基準電壓源濾波器設計的限制，寬帶噪聲主要位于開關穩壓器的10Hz至1MHz頻率范圍內，在低頻范圍內很難通過增加濾波器來將其降低。

典型降壓穩壓器寬帶噪聲峰峰值幅度電壓約為100uV至1000uV，遠低于開關紋波噪聲。如果使用額外的濾波器來降低開關紋波噪聲，則寬帶噪聲可能成為開關穩壓器輸出電壓的主要噪聲。開關穩壓器中誤差放大器及基準電壓源為主要環內噪聲來源。

環路輸入噪聲

開關穩壓器PSRR反映開關穩壓器抑制輸入電源噪聲傳輸到輸出的能力。

開關穩壓器的PSRR性能取決于低頻范圍內的環路增益性能。開關穩壓器的固有LC濾波器可以抑制中頻范圍（100Hz至10MHz）內的輸入噪聲。因此，開關穩壓器具有理想的PSRR性能，因為其在低頻時具有高環路增益，而固有LC濾波器會影響中頻范圍。

需要注意一點開關穩壓器PSRR是針對電源輸入(Line)的噪聲的抑制能力，不適用于其它位置擾動輸入，比如反饋回路耦合噪聲。所以直流開關電源布板非常重要，不止于前面提到的高頻尖峰/振鈴及輻射噪聲的考慮。

總結

簡單了解直流開關電壓源紋波和噪聲的定義及特征。