一. 電源紋波和電源噪聲

電源紋波是衡量該電源性能的一個重要參數之一。一提到電源紋波，很多人會把紋波和噪聲混為一談，事實上電源紋波和電源噪聲并不是同一個概念，他們是有區別的。

電源紋波

電源紋波是指電源輸出時，疊加在穩定的直流電源上的交流成分。一般是由電源自身開關、PWM調節等引起的一種固定頻率的波動現象，紋波的頻率一般和電源開關頻率或者電源輸入頻率相同。

電源噪聲

電源噪聲的種類很多，包括多種成分，電源噪聲只是一個籠統的說法。電源噪聲主要是指疊加在電源上的一種高頻成分。主要是來自板上用電器件，隨著用電器件內驅動、接收開關變化，電源網絡上的電流也會隨之變化，電流的變化也引起了電壓的波動，這是電源噪聲的主要來源。像其他的電磁耦合等也會引起電源噪聲，但是所占比重一般很小。

如下圖示，使用示波器測量紋波時，上面的尖銳的毛刺就是電源噪聲，而有規律的波動就是紋波。

電源紋波和噪聲的對比如下表格所示：

二. 電源紋波的測量

一般使用示波器測量電源紋波，測量電源紋波時，合適的示波器設置、測量方法是保證正確測量電源紋波的關鍵。測量步驟和注意事項如下：

1. 盡可能地使用示波器最靈敏的量程檔，因為示波器本身也有噪聲，使用最靈敏的量程檔可以減小示波器本身噪聲的影響

2. 通道耦合要選擇示波器的交流耦合，因為紋波屬于交流成分帶寬限制在20MHz以內，這樣對于減小高頻噪聲會有比較好的效果

3. 因為電源紋波的幅值一般都比較小，探頭的衰減比設置為1:1（如果設置為10:1的話，那么很多噪聲會被放大，從而導致紋波測量值偏高），另外記得保證示波器的讀取比例和探頭的衰減比要一致

4. 示波器探頭要使用接地環。如果使用了鱷魚夾那種長長的地線測量的話，對于測量電源紋波時不太適合的，特別是板上存在開關電源的場合。由于開關電源的切換會在空間產生大量的電磁輻射，而示波器探頭的長地線又恰好相當于一根天線，這樣會把空間的電磁干擾引入到紋波當中，造成紋波的測量值虛高。最簡單的驗證方法就是，我們把示波器的長地線和探頭的前端短接在一起，然后靠近被測電路，這時我們可以觀察到示波器有比較大的開關噪聲。所以測量時，最好時使用接地環，這樣可以避免噪聲的引入，導致紋波測量值虛高。測量時，測量的位置要靠近電源的輸出端。

三. 電源噪聲的測量

電源噪聲的測量和電源紋波的測量其實很相似，不過也有稍微的區別。測量方法如下：

1. 通道耦合還是使用交流耦合

2. 帶寬一般不做限制，目的是為了獲取最真實的情況；

3. 測量時還是要使用接地環，避免鱷魚夾長長的地線引入無關的噪聲；

4. 測量的位置可以不固定。但是一般來說，用電芯片引腳端位置的噪聲測量才具有參考意義。

四. 紋波和噪聲的改善

• 紋波改善

對于電源紋波而言，只能抑制，無法去除。因為紋波是由開關管的開關導致或者由其他電源輸入進來的，所以我們是無法去除紋波的，只能是盡可能的抑制。主要改善方法有：

1. 優化開關電源的布局布線。

2. 在滿足輸出電流的情況下，稍微加大電感量（一般來說電感量越大，輸出紋波越小，但是對應的動態響應也會變差，而且電感量越大，輸出的電流就越小）。

3. 提高開關電源的開關頻率。

以上的方法試過之后，紋波的大小還是無法滿足要求，那么可以考慮更好帶紋波抑制的電源芯片。

• 噪聲改善

相對于紋波，噪聲更難改善。一般的改善方法有：

1. 在用電芯片端的電源引腳上放置一定規格、數量的去耦電容，當這些芯片進行工作狀態切換時，從而保證電源網絡供電的穩定性（就是避免了用電系統影響到了供電系統的穩定，也就是他們出現了耦合，所以這里才叫去耦電容）。

2. 電源供電系統輸出端，放置一定規格、數量的旁路電容，避免電源端的高頻噪聲干擾到用電系統的正常工作。

以上就是我對紋波和噪聲分析，如果有錯誤的地方，歡迎小伙伴們指正。