大家好,我是磚一。
最近帶新人過程中,他們有些人不知道啥是紋波和噪聲,傻傻分不清,下面我用一篇文章,讓小白也能讀懂!
做開關(guān)電源和電子行業(yè)的朋友,可以花幾分鐘時間讀一下,希望對你有用~
首先要知道的是他們都是在電源輸出中出現(xiàn)的信號波動,但兩者存在明顯的區(qū)別。
一,紋波的產(chǎn)生
電源紋波是指電源輸出時,疊加在穩(wěn)定的直流電源上的交流成分。
這種波動主要是由于電源自身的開關(guān)、PWM 調(diào)節(jié)等因素引起的,其頻率一般與電源開關(guān)頻率或電源輸入頻率相同。
如下圖所示,取某廠芯片手冊波形,我們可以知道三個事情,
輸出電壓對應(yīng)的紋波周期和開關(guān)電壓的周期一致,根據(jù)f=1/T,所以紋波的頻率和電源開關(guān)頻率相同;輸出電壓的幅值是紋波的峰峰值,所以我們測試紋波的時候要選擇峰峰值VPP;我們可以看到CH1通道采用的是AC耦合,也就是交流耦合。
二,噪聲的產(chǎn)生
電源噪聲則是指電源輸出中疊加的一種高頻成分,主要來源于板上用電器件的驅(qū)動、接收開關(guān)變化等因素。
它是一種無規(guī)律的、隨機(jī)的電壓或者電流尖峰,其幅度和頻率不固定。
如下圖所示,我們 看到紅色的尖峰就是噪聲,這個噪聲來源于開關(guān)噪聲,是由于開關(guān)電源的mos管在不斷的開關(guān),只要發(fā)生開關(guān),那么就會產(chǎn)生很高的尖峰噪聲。
由①過程可知,Mos管此時在進(jìn)行開的動作,經(jīng)過一段時間后,出現(xiàn)②過程則是Mos管進(jìn)行關(guān)閉的動作。
而且我們能看到,這些噪聲尖峰有的很高,有的卻很低,這更加說明噪聲是沒有規(guī)律的隨機(jī)的信號波動。
三,紋波和噪聲共異性
上面我們單獨分析了一下紋波和噪聲,下面我們放在一起橫向分析。
開關(guān)電源一般存在紋波和高頻噪聲。
1,我們一般說的紋波是指的是當(dāng)開關(guān)電源的開關(guān),進(jìn)行開關(guān)動作時,在輸出電流上有信號的波動,產(chǎn)生的信號會和開關(guān)頻率相同,一般有幾十K到幾百KHZ,此時說的開關(guān)一般是MOS管,這種紋波稱之為電源紋波。
2,我們開關(guān)電源的MOS管控制我們電路的導(dǎo)通和截止,這樣會存在一個上升和下降時間,導(dǎo)致在上升和下降時間出現(xiàn)一個和開關(guān)頻率相同或者奇數(shù)倍頻率的信號浮動,這就是噪聲,一般有幾十MHZ,所以這種由開關(guān)上升下降產(chǎn)生的噪聲稱之為開關(guān)噪聲。
可見,噪聲一般都比紋波的頻率要大得多,
還有兩種紋波和噪聲,如下,
3,工頻噪聲,由于我們國家供電工頻是50HZ,紋波大多數(shù)來源于變壓器(50HZ),它的大小取決于整流電路的類型。對于半波整流,50Hz;對于全波整流,是100Hz;對于三相全波整流,300Hz。
4,隨機(jī)噪聲,它是和AC電源開關(guān)頻率沒有關(guān)系的,由于現(xiàn)在開關(guān)電源都是模塊化,后級的直流降壓模塊噪聲很小,所以隨機(jī)噪聲沒辦法量化,我們測試出來的包含了紋波和噪聲。
四,總結(jié)
1,紋波,頻率與開關(guān)頻率相同,大小在幾百K~幾MHZ,一般是開關(guān)管開關(guān)動作產(chǎn)生,電流對輸出電容充放電;
2,噪聲,頻率隨機(jī)性,不規(guī)律,大小在幾十MHZ以上,一般是開關(guān)開通和關(guān)斷,寄生阻容感導(dǎo)致。
3,四種紋波和噪聲:電源紋波,開關(guān)噪聲,工頻噪聲,隨機(jī)噪聲。
下一期我們講一下,如何測試紋波和噪聲。
好了,今天的文章內(nèi)容到這里就結(jié)束了,希望對你有幫助。
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