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2025/12
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使用示波器測量電源紋波詳細教程
一、什麽是電源紋波
1.1理論理解
電源紋波(Power Supply Ripple)是指直流電源輸出中疊加的、與電源開關頻率或負載變化相關的交流分量,本質是直流輸出的 “微小波動”。理想直流電源應輸出純淨的恒定電壓(如 12V DC),但實際電源(尤其是開關電源)因電路拓撲、濾波效果、負載動態變化等因素,輸出電壓會在均值附近呈現周期性或非周期性的小幅波動,這部分波動即為紋波。
1.2簡單理解
精密儀器需要穩定平滑的電源供應,就像平靜的湖泊一樣,而由於電源自身限製(特別是開關電源),其供應的電源,更像是帶有漣漪的湖泊,這些漣漪就是蘑菇视频软件所說的電源紋波。
1.3紋波和噪聲的區分


二、電源紋波有什麽危害
2.1功能幹擾:
電源紋波可以傳播到其他電路中,幹擾正常的信號傳輸和處理。這可能導致設備的功能受損或產生誤操作。
2.2噪聲幹擾:
電源紋波中的交流成分可以被電子設備的敏感部件(如放大器、傳感器等)捕獲,並以噪聲的形式表現出來。這會影響設備的性能和精度,尤其是在需要高精度的測量或信號處理應用中。嚴重的電源紋波甚至會損壞設備。
2.3電磁幹擾:
電源紋波會通過電源線或地線輻射出去,可能引起電磁幹擾。這可能影響附近的其他設備或係統的正常運行,甚至違反電磁兼容性(EMC)標準。
2.4組件壽命縮短:
電源紋波會引入額外的功率損耗(降低電源的使用效率)和熱量,可能導致電子組件的工作溫度升高。長期以來,這可能會縮短組件的壽命並增加故障的風險。
三、測量電源紋波
3.1所用儀器:
示波器+直流電源+電壓探頭
3.2測量步驟:
1) 將示波器耦合方式設置為 交流耦合
AC耦合:濾除直流分量,僅顯示紋波,但需注意低頻截止頻率(通常<10Hz),避免誤測低頻調製紋波。DC耦合:同時顯示直流+紋波,用於分析動態負載響應。
2)將示波器帶寬限製設置為 20MHZ
適用於大多數開關電源(<500kHz),可濾除高頻噪聲。
3)將示波器探頭擋位設置合適
探頭要選擇合適的檔位,電壓較大或者對帶寬要求較高,可使用X10檔。普通情況下建議使用X1檔,減少紋波測量的影響。同時記得示波器通道的衰減比也要調成相應的檔位。


4)使用接地彈簧替換電壓探頭的接地線
標準探頭接地線(通常15-20cm)在測量高頻紋波時會引入顯著的寄生電感(約幾十nH),與探頭電容形成LC諧振回路,在開關頻率(通常100kHz-1MHz)及其諧波處產生振鈴和噪聲,嚴重時會淹沒真實紋波信號。

5)選擇示波器合適觸發方式
觸發模式可以選擇邊沿觸發或脈衝觸發,觸發電平可以設置為電源紋波期望值的一半。如果需要實時觀察紋波信號,可選擇“自動觸發”,如果需要觀察某次測量時的波形,可選擇“正常觸發”。
6)測量紋波
打開示波器,觀察示波器屏幕上的波形,確保波形穩定,且可以清晰觀察到電源紋波的特征。

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