一、電源紋波探頭
電源紋波探頭也叫電源軌探頭(Power rail probe ),60V偏置電壓,1GHz高頻帶寬,用來測量直流電源上的紋波和噪聲電壓。
二、紋波&噪聲的基本概念
(1)紋波Ripple: 電源濾波電容充放電時電容上的電壓變化
(2)噪聲Noise: 高速功率開關器件或者數字電路工作時產生的高頻噪聲電壓
三、示波器偏置問題
(1)為了在示波器上測量直流電源.上的紋波和噪聲電壓分量,必須把DC電壓分量消除。
(2)但前者的電壓可能低于1mV,后者的電壓大小一般在1V--48V,兩者相差1000倍以上。
(3)示波器通常沒有足夠的偏置,把DC軌上的噪聲和紋波位移到屏幕中心,來進行所需的測量
四、電源紋波探頭測試直流電源上紋波和噪聲電壓的方法有4種:
分別是:1:1 無源電壓探頭;10:1 無源電壓探頭;無源傳輸線探頭;紋波電壓探頭。
1、紋波電壓測試方法一:使用1:1無源探頭測試
優點:信號輸入無衰減,高輸入阻抗
缺點:帶寬不高,一般≤6MHz,遠遠小于測量紋波和噪聲的較低要求20MHz帶寬
缺點:示波器AC耦合的低頻截至點是10Hz,會導致10Hz及以下頻率的信號不可觀測
2、紋波電壓測試方法二:10 : 1無源探頭測試
優點:高帶寬1GHz,高輸入阻抗
缺點:10X的衰減比導致示波器底噪在10mVpp以上,所以不能測量精密電源
缺點:示波器AC耦合的低頻截至點是10Hz,會導致10Hz及以下頻率的信號不可觀測
10X 1X噪聲對比圖
10:1衰減的無源探頭測試紋波會增大示波器噪聲
3、紋波電壓測試方法三:無源傳輸線探頭
優點:高帶寬1GHz,DC輸入阻抗高,信號無衰減
缺點:探頭的耦合電容有低頻截止點,導致1kHz頻率以下的信號無法觀察
4、紋波電壓測試方法四:電源紋波探頭
優點:高帶寬1GHz, DC輸入電阻高50kΩ,極低的本底噪聲,信號幾乎無衰減
缺點:無
五、電源紋波探頭實測
(1)測試產品:9V松下碳性干電池
(2)示波器設置: DC耦合,1.25X衰減,50Ω輸入阻抗
六、電源紋波探頭噪聲