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地线要短——测试开关电源纹波时

硬十 320

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我们在测试的时候,希望能够测试准确,不希望其他频段的干扰引入导致测试数据异常。所以在用同轴电缆或者探头测试纹波的时候,地线的处理都尤为关键,否则会通过地线引入不必要的噪声。探头的GND和信号两个探测点的距离也非常重要,当两点相距较远,会有很多EMI噪声辐射到探头的信号回路中,示波器观察的波形包括了其他信号分量,导致错误的测试结果。所以要尽量减小探头的信号与地的探测点间距,减小环路面积。

为避免过多的噪声耦合到纹波测试,应用尽可能小的环路,避免耦合的噪声过大。一般的示波器探头不能直接使用,需用专用示波器探头或者使用同轴电缆小环,如图所示。测量点应在电源输出端上,若测量点在负载上则会造成极大的测量误差。

使用无源探头进行DC耦合测试,示波器内部设置为DC耦合,耦合阻抗为1MΩ,此时无源探头的地线接主板地,信号线接待测电源信号。这种测量方法可以测到除DC以外的电源噪声纹波。

当采用普通探头时,由于地和待测信号之间的环路太大,而探头探测点靠近高速运行的IC芯片,近场辐射较大,会有很多EMI噪声辐射到探头回路中,使测试的数据不准确。为了改善这种情况,推荐用无源探头测试纹波时,将地信号缠绕在信号引脚上,相当于在地和信号之间存在一个环路电感,对高频信号相当于高阻,有效抑制由于辐射产生的高频噪声。


在隔离电源中,会产生大量流经探针接地连接点的共模电流。这就在电源接地连接点和示波器接地连接点之间形成了压降,从而表现为纹波。要防止这一问题的出现,我们就需要特别注意电源设计的共模滤波。另外,将示波器引线缠绕在铁氧体磁心周围也有助于最小化这种电流。这样就形成了一个共模电感器,其在不影响差分电压测量的同时,还减少了共模电流引起的测量误差。下图显示了该完全相同电路的纹波电压,其使用了改进的测量方法。这样,高频峰值就被真正地消除了。

1.有条件的话使用隔直板+同轴电缆的配置,同轴电缆能很好的抑制空间中的辐射。

2.单纯使用示波器测量的话,地线夹要尽可能短,并绕在探针上,即成环最小;有条件的话,将示波器引线缠绕在铁氧体磁芯上。

3.最好直接测量电源模块的输出引脚。

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