电源纹波和电源噪声有什么区别？_纹波和噪声的区别-CSDN博客
本篇文章主要分享电源纹波和电源噪声的区别，目录和结构如下：
1.前言
2.纹波
3.噪声
4.纹波和噪声
5.测试方法
6.如何降低纹波和噪声
整篇文章阅读预计8分钟。
1.前言
在工作中经常会测试电源纹波和噪声，在视频图像中，给Sensor的电源如果纹波超过Sensor要求，图像上就会有抖动的横纹。在FPGA系统中，电源纹波波动超过100mV，BANK的工作可能会受到影响。
DDR的电源如果纹波不满足要求，数据的采样和传输可能出现错误。
所以，电源的纹波是单板开发中必须关注的一个指标，在原理图，器件的选型，PCB的布局走线都会融入尽可能降低电源纹波这样的设计理念。
2.纹波
纹波（ripple），最常见的定义是指，在直流电源上，不希望出现的交流电压变动量，一般是因为直流电压是利用交流电压转换后产生，其中输出电压中的交流成分无法完全消除所造成。（来源于维基百科）
即电源纹波是指在直流信号上的交流干扰信号，这个干扰信号波动的频率和开关频率相同。
典型的DC-DC电源输出电压波形如下：
上面的图片来源于MP16xx芯片输出电压波形，从手册中可以看出，波浪式的周期和开关频率一致。波浪的幅值即为纹波的峰峰值，所以，在测试DC-DC电源纹波时，比较关注的是输出纹波Vpp。
3.噪声
针对噪声的定义比较丰富，但是对电源噪声的定义我查了一些资料，目前其实对电源纹波和电源噪声的定义没有一个共同的协会制定。在《开关电源噪声的形成及抑制方法》这篇论文中，发现了一个用于电子系统噪声定义：
噪声是指在电子电路设计中没有安排的信号 ,这些信号通常由环境中自然因素或人为因素产生的电磁能量造成。影响电子电路正常工作的噪声称为“干扰”,而能产生一定能量的任何物质都可以称为“噪声源”。
即电源噪声可以理解为电源模块工作在产品系统中，由系统内部和外部“干扰”引起的非连续的，无规律的电压或者电流尖峰。
接着刚刚MP16xx电源芯片的规格书，可以看到在输出电压波形上，箭头1和箭头2处的尖峰。从波形图上可以看出：
1所示的尖峰，是SW由开通向关断转变的时刻；
2所示的尖峰，是SW由关断向开通转变的时刻；
再对比左右两幅图可以看出，左边的1和2波动尖峰比较大，右边的1和2波动的尖峰幅值较小。而造成这种区别的原因是负载电流不一样。
4.纹波和噪声
上面的内容是把电压纹波和电压噪声进行了分开定义和说明，但是在实际测试的波形中，如果使用500mV/div的分辨率来看输出电压，看到的是稳定的直流电压，如果用5mV/div分分辨率来看输出电源，看到的是既有开关频率的纹波，也有非连续，无规律的噪声。
从上面可以图看出，噪声的幅值相对纹波要小。（不是绝对的，噪声幅值完全可以比纹波大）
如果将纹波和噪声进行统一后，可以得到下面的结论：开关电源输出电源纹波和噪声主要有四部分构成，如下图所示：
电源纹波，频率和开关频率相同。
开关噪声，在SW开通和关断的时刻叠加在纹波上。
- 工频噪声，典型的为50Hz
- 随机噪声，非周期性的干扰
考虑到DC-DC变换器输入电压是DC，随机噪声无法进行准确的测量计算，DC-DC变换器在输出电压指标测量时，主要以电源纹波和开关噪声为主。
综上可知，纹波和噪声的区别如下：
5.测试方法
电源纹波测试时，需要注意的事项如下：
示波器使用AC耦合
示波器带宽限制20MHz
把示波器探头的地夹线去掉，换上弹簧接地环，用探针靠接电源的输出端，接地环就近连接在裸露的地上，观察输出的波形
如下所示：
常见错误的接法如下：
从下面两幅实测的图片可以看出，示波器接地夹的环路越大，测量的噪声就会越大，而纹波的大小基本不变。接地环路太大会导致纹波和噪声叠加后的Vpp完全超过所想测量的纹波电压。
地线夹太长测试结果：
去掉接地夹，使用接地环测试：
从上面的结果也可以看出，如果测试方正确，开关电源内部的噪声的幅值其实不会超过纹波的幅值，如果测试方法不对，纹波的幅值将会被淹没在噪声中。
电源噪声测试时，需要注意的事项如下：
示波器使用AC耦合
示波器带宽不做限制
把示波器探头的地夹线去掉，换上弹簧接地环，用探针靠接电源的输出端，接地环就近连接在裸露的地上，观察输出的波形
所以，测试系统时关注纹波的话，带宽应该限制在20MHz，如果关注的是噪声的话，带宽不做限制是对的，但是使用了较长的引线这种接法是存在问题的。会测出单板上其他系统耦合过来的噪声。
6.降低纹波和噪声的方法
从上面对纹波和噪声的来源分析，对降低纹波和噪声的方法可以来源的基础上进行针对性的改善。
比如，在降低纹波时，可以采取的措施有：
增大开关频率
降低电容ESR
增加输出电容幅值
增大电感
不同容值的电容并联
在降低噪声时，可以采取的措施有：
减小环路面积
动态响应更好的芯片
优化PCB布局走线
增加RC-snubber 吸收电路
高频噪声源和敏感源分区设计
以上内容为这篇文章的全部内容，总结一下，DC-DC变换器在测量电源纹波和电源噪声时，要注意区分示波器带宽和接地线使用，如果你在增大电感，其实是在降低纹波，如果你在减小环路面积，其实是在降低噪声！当然，任何一项优化的好，电源输出的质量整体上也会不错。
更多硬件的内容，可以关注微信公众号:大话硬件
部分图片来源于网络，参考文章：
《开关电源噪声的形成及抑制方法》
《DCDC降低纹波噪声的方法》
《电源纹波与噪声测量问题探讨》
《硬件测试之“电源纹波和噪声测试”》
《理解输出电压纹波和噪声：高频噪声分量的来源和抑制-模拟/电源》
————————————————
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/d_katter/article/details/120856369
本篇文章主要分享电源纹波和电源噪声的区别，目录和结构如下：1.前言2.纹波3.噪声4.纹波和噪声5.测试方法6.如何降低纹波和噪声整篇文章阅读预计8分钟。
1.前言在工作中经常会测试电源纹波和噪声，在视频图像中，给Sensor的电源如果纹波超过Sensor要求，图像上就会有抖动的横纹。在FPGA系统中，电源纹波波动超过100mV，BANK的工作可能会受到影响。
DDR的电源如果纹波不满足要求，数据的采样和传输可能出现错误。
所以，电源的纹波是单板开发中必须关注的一个指标，在原理图，器件的选型，PCB的布局走线都会融入尽可能降低电源纹波这样的设计理念。
2.纹波纹波（ripple），最常见的定义是指，在直流电源上，不希望出现的交流电压变动量，一般是因为直流电压是利用交流电压转换后产生，其中输出电压中的交流成分无法完全消除所造成。（来源于维基百科）
即电源纹波是指在直流信号上的交流干扰信号，这个干扰信号波动的频率和开关频率相同。
典型的DC-DC电源输出电压波形如下：
上面的图片来源于MP16xx芯片输出电压波形，从手册中可以看出，波浪式的周期和开关频率一致。波浪的幅值即为纹波的峰峰值，所以，在测试DC-DC电源纹波时，比较关注的是输出纹波Vpp。
3.噪声针对噪声的定义比较丰富，但是对电源噪声的定义我查了一些资料，目前其实对电源纹波和电源噪声的定义没有一个共同的协会制定。在《开关电源噪声的形成及抑制方法》这篇论文中，发现了一个用于电子系统噪声定义：
噪声是指在电子电路设计中没有安排的信号 ,这些信号通常由环境中自然因素或人为因素产生的电磁能量造成。影响电子电路正常工作的噪声称为“干扰”,而能产生一定能量的任何物质都可以称为“噪声源”。
即电源噪声可以理解为电源模块工作在产品系统中，由系统内部和外部“干扰”引起的非连续的，无规律的电压或者电流尖峰。
接着刚刚MP16xx电源芯片的规格书，可以看到在输出电压波形上，箭头1和箭头2处的尖峰。从波形图上可以看出：
1所示的尖峰，是SW由开通向关断转变的时刻；2所示的尖峰，是SW由关断向开通转变的时刻；
再对比左右两幅图可以看出，左边的1和2波动尖峰比较大，右边的1和2波动的尖峰幅值较小。而造成这种区别的原因是负载电流不一样。
4.纹波和噪声上面的内容是把电压纹波和电压噪声进行了分开定义和说明，但是在实际测试的波形中，如果使用500mV/div的分辨率来看输出电压，看到的是稳定的直流电压，如果用5mV/div分分辨率来看输出电源，看到的是既有开关频率的纹波，也有非连续，无规律的噪声。
从上面可以图看出，噪声的幅值相对纹波要小。（不是绝对的，噪声幅值完全可以比纹波大）
如果将纹波和噪声进行统一后，可以得到下面的结论：开关电源输出电源纹波和噪声主要有四部分构成，如下图所示：
电源纹波，频率和开关频率相同。开关噪声，在SW开通和关断的时刻叠加在纹波上。- 工频噪声，典型的为50Hz- 随机噪声，非周期性的干扰考虑到DC-DC变换器输入电压是DC，随机噪声无法进行准确的测量计算，DC-DC变换器在输出电压指标测量时，主要以电源纹波和开关噪声为主。
综上可知，纹波和噪声的区别如下：
5.测试方法电源纹波测试时，需要注意的事项如下：
示波器使用AC耦合示波器带宽限制20MHz把示波器探头的地夹线去掉，换上弹簧接地环，用探针靠接电源的输出端，接地环就近连接在裸露的地上，观察输出的波形如下所示：
常见错误的接法如下：
从下面两幅实测的图片可以看出，示波器接地夹的环路越大，测量的噪声就会越大，而纹波的大小基本不变。接地环路太大会导致纹波和噪声叠加后的Vpp完全超过所想测量的纹波电压。
地线夹太长测试结果：
去掉接地夹，使用接地环测试：
从上面的结果也可以看出，如果测试方正确，开关电源内部的噪声的幅值其实不会超过纹波的幅值，如果测试方法不对，纹波的幅值将会被淹没在噪声中。
电源噪声测试时，需要注意的事项如下：示波器使用AC耦合示波器带宽不做限制把示波器探头的地夹线去掉，换上弹簧接地环，用探针靠接电源的输出端，接地环就近连接在裸露的地上，观察输出的波形所以，测试系统时关注纹波的话，带宽应该限制在20MHz，如果关注的是噪声的话，带宽不做限制是对的，但是使用了较长的引线这种接法是存在问题的。会测出单板上其他系统耦合过来的噪声。
6.降低纹波和噪声的方法从上面对纹波和噪声的来源分析，对降低纹波和噪声的方法可以来源的基础上进行针对性的改善。
比如，在降低纹波时，可以采取的措施有：
增大开关频率降低电容ESR增加输出电容幅值增大电感不同容值的电容并联在降低噪声时，可以采取的措施有：
减小环路面积动态响应更好的芯片优化PCB布局走线增加RC-snubber 吸收电路高频噪声源和敏感源分区设计以上内容为这篇文章的全部内容，总结一下，DC-DC变换器在测量电源纹波和电源噪声时，要注意区分示波器带宽和接地线使用，如果你在增大电感，其实是在降低纹波，如果你在减小环路面积，其实是在降低噪声！当然，任何一项优化的好，电源输出的质量整体上也会不错。
更多硬件的内容，可以关注微信公众号:大话硬件
部分图片来源于网络，参考文章：
《开关电源噪声的形成及抑制方法》
《DCDC降低纹波噪声的方法》
《电源纹波与噪声测量问题探讨》
《硬件测试之“电源纹波和噪声测试”》
《理解输出电压纹波和噪声：高频噪声分量的来源和抑制-模拟/电源》————————————————
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。 原文链接：https://blog.csdn.net/d_katter/article/details/120856369 标签：输出,纹波,噪声,电源,DC,电压 From： https://www.cnblogs.com/zp11/p/18595207