電源紋波和瞬態的測量方法

評估電源時最常用的兩個規格是紋波和瞬態。它們看起來像是簡單的測量指標，但是為了獲得正確的數據，應該記住兩個重要方面。第一個方面是使用示波器探針時的測量技術，第二個方面是指定數據時需要遵守的特定條件。 ? ?

使用示波器探針時采用的適當測量技術

在嘗試測量紋波或瞬態之前，應討論使用示波器探測的一些背景條件。由于可能會以毫伏為單位測量相關信號的幅度，所以經過放大的內部信號或被拾取的外部信號都很容易變得模糊或扭曲并導致產生不正確的結果。通過適當的探針測量技術來緩解這一情況是極其重要的環節。測試人員要確保順利測量，最重要的工作就是最大限度地減少探針產生的接地回路。探針返回路徑產生的環路會產生電感，可以放大內部噪聲并拾取外部噪聲。探針通常帶有鱷口式接地夾，與下圖所示相似。這些接地夾雖然連接簡單，卻會導致產生很大的接地回路，不建議用于這些測量。相反，有兩種常見的優選方法可用于實現小型接地回路：“針尖針筒”測量法和“回形針”測量法。

長接地夾引起的大探針接地回路針尖針筒測量法能夠移除接地蓋和探針夾，露出探針的尖端和針筒。然后將探針的尖端探入輸出電壓，并調整針筒角度，使它在非常靠近尖端的點處接地。這種方法的一個缺點是，可觸及的探針點或者尖端和針筒都能探入的點可能不是理想位置，而且/或者與任何輸出電容器都間隔一定的距離。理想情況下，應盡可能靠近輸出電容器放置探針。

針尖針筒探測法的理想設置另一方面，回形針測量法在采用針尖針筒測量法的同時，還在針筒上添加了一個帶有短引線的小線圈。這樣就形成一個類似鑷子的尖端，能夠找到更靈活的探針位置，同時保持較小的環路面積。

回形針探測法的理想設置盡管這并不是獲得良好信號的唯一方法，但無論選擇什么方法，都應該盡量將接地回路降至最小。

紋波和噪聲

紋波是由電源內部切換引起的輸出電壓的固有交流分量。噪聲體現了電源內的寄生效應，表現為輸出電壓上的高頻電壓尖峰。數據表指定了由紋波和噪聲引起的輸出電壓的最大峰峰值偏差。如上所述，務必要使用良好的探測方法以確保測量結果能夠精確地表示電源的紋波和噪聲。測試紋波和噪聲時，需要記住幾個條件。首先，負載對紋波有很大影響，因而務必要根據數據表的規定，在相同的負載條件下（通常是滿載）進行測量。輸入電壓也會影響紋波，所以應在所有相關輸入電壓下執行測試。除電氣條件外，許多制造商還指定了一些外部電容器（通常是具有10μF的電解電容器和0.1μF的陶瓷電容器）。這些電容器安裝于電源的輸出端，用于進行測量。應當靠近這些電容器放置探針。最后，通常在示波器通道上為該測量指標指定20 MHz帶寬限制。通常只需一個示波器探針來執行該測試，探針使用上文所述測量方法，穿過輸出電容器或指定的外接電容器。

不良和良好的探針測量示例：大型接地回路紋波和噪聲測量（左）與“回形針”探測法（右） ?

瞬態響應

瞬態響應是輸出電壓可能由于負載變化而偏離的量。負載發生變化時，電源不能立即對新條件作出反應，因而存儲的能量會變得過多或不足。能量過剩或缺乏能量問題將由輸出電容器負責解決。它們要么通過消耗電荷來維持負載從而導致電壓降低，要么就會儲存多余的能量從而導致電壓升高。通過幾個交換循環，電源將調整為僅存儲負載所需的能量，而輸出電壓將恢復標稱值。測量瞬態響應時，輸出電壓偏離其標稱值的量、恢復所需的時間或電壓超出規定調節限值的時間都會產生影響。與紋波和噪聲（只有負載和輸入電壓條件限制）不同，瞬態響應具有一些可能影響其測量的其他條件。要注意的重要條件是施加的負載階躍的轉換速率、啟動電流和結束電流。

轉換速率對瞬態響應有很大影響，因為在電源能夠趕上變化的條件之前，負載變化越快，輸出偏離的量就越大。啟動和結束電流的電平也會產生影響。電源在輕負載時通常表現不同，并且跨越這些區域的瞬態可能導致電源的反應不同于在同一區域發生瞬態時的反應。啟動和結束電流以及轉換速率還決定了電流變化的時間，并且應該符合指定的條件。用戶需要兩個示波器通道進行瞬態響應測量。第一個探針應穿過靠近輸出引腳或調節點的電源輸出。測量遠離調節點的輸出電壓將導致兩個負載狀態之間產生直流偏差，這是由輸出電纜中的壓降引起的。第二個探針應該用于電流或與瞬態負載變化同步的信號。該探針將用作觸發器，以便可以清楚地看到產生的輸出電壓偏差。