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用示波器測量電源噪聲的3種方法

PE5Z_PCBTech ? 來源:未知 ? 作者:胡薇 ? 2018-06-25 10:00 ? 次閱讀
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方法1:使用頻域分析

FFT分析能更深入的分析信號(hào),如圖5和6所示。在廣闊的“白”噪聲的基礎(chǔ)上明顯多了2個(gè)峰值,49.5MHz和500MHz。

FFT能快速深入的分析噪聲的來源。例如,系統(tǒng)中有33KHz的開關(guān)電源和500MHz的時(shí)鐘,你可以在33KHz和500MHz的地方看到毛刺。毛刺的幅度能讓你粗略的了解一下各個(gè)噪聲源的貢獻(xiàn)有多大。

另外可以通過對(duì)FFT取平均提高毛刺的能見度。平均的方法會(huì)很大程度的消除真隨機(jī)噪聲,能在噪聲中甄別出微小的信號(hào)。

方法2:使用觸發(fā)來觀察和測量信號(hào)

如果能夠以除隨機(jī)噪聲源之外的信號(hào)作為觸發(fā)并使用平均,那么所有和此信號(hào)不相關(guān)的噪聲元素都會(huì)被減小或者消除。圖7和圖8展示了這種方法。在圖7中,示波器使用500MHz正弦波作為觸發(fā),并平均64次。紫色的通道是500MHz的觸發(fā)源,在示波器上用另一個(gè)通道測量。黃色的通道是電源噪聲,把所有和500MHz信號(hào)不相關(guān)的噪聲元素通過平均消除。

圖8是用49.5MHz方波作為觸發(fā)源。圖中只能看到和49.5MHz相關(guān)的噪聲。

方法3:使用示波器

方法3:使用示波器偏置來提高動(dòng)態(tài)范圍

置來提高動(dòng)態(tài)范圍

在本例中,電源是1.5V直流電壓,噪聲是mV級(jí)別的。你可以在把偏置電壓調(diào)節(jié)到1.5V時(shí)使用100mV/格或者更高的范圍。并且使用更敏感的范圍來減少示波器自身的噪聲從而精確的測量。

制作一個(gè)特別的探頭

很多電源都可以驅(qū)動(dòng)50歐姆負(fù)載。1.5V電壓驅(qū)動(dòng)50歐姆負(fù)載只需要3mA電流。這就可以直接使用50歐姆同軸電纜連接到電源,示波器使用50歐姆輸入來代替10:1的探頭,從而可以更靈敏。也可以使用同軸隔直電容。1:1的探頭很容易制作,如圖9所示,在線末端把外面的金屬殼剝掉,并焊接一個(gè)地線,也可以使用帶彈簧的地。

圖9. 1:1 50歐姆探頭

最終的測試配置

本配置會(huì)最終實(shí)現(xiàn)下面的目標(biāo):

低噪聲和大偏置范圍

最好的信噪比

真差分測量

DC響應(yīng)(無AC耦合

使用前述的1:1探頭連接到安捷倫N5380A雙SMA探頭前置頭,再連接到1186A探頭放大器,最后連接到示波器。

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原文標(biāo)題:妙用示波器——測量電源噪聲的方法

文章出處:【微信號(hào):PCBTech,微信公眾號(hào):EDA設(shè)計(jì)智匯館】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

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