【主题月】电源纹波测试与影响问题

bioger

【主题月】电源纹波测试与影响问题 [复制链接]

 

各位大神好，我想问一下，现在很多的DC/DC模块输出纹波都比较低，但仔细看来，我后边有一个20MHz的带宽限制，我实际也测试了很多模块，发现有无带宽限制确实对纹波效果有很大影响。我的问题是：
1.20MHz带宽限制的测量要求是怎么来的？为什么不是其它带宽的频率？
2.我们用20MHz带宽测试的纹波信号，在实际系统中会不会有影响？如果有，能有量化的影响数值吗？
3.在我们现在的系统中，信号频率越来越快，是不是这种带宽显示需要再大一些，才能更好的满足我们大要求？

okhxyyo

大侠们快来帮帮忙呀～@maychang @qwqwqw2088 @chunyang @slj2000 @dragongtr

chunyang

电源纹波噪声是有频谱的，理论上高次谐波的频率范围可以极高，比如一个理想方波的谐波频率在数学上是无穷大。但在现实中，噪声的能量只要足够低就可以认为没有了。就绝大多数开关电源的工作频率而言，20MHz以上的噪声能量可以忽略，为统一测量标准，所以才有个20MHz测试带宽预设，这样测试得到的数据不易产生争议或歧义。

chunyang

关于系统内的信号频率，注意这对电源而言是负载，负载导致的噪声跟电源纹波是两码事。测量电源纹波时，一般都是带恒定阻性假负载，这样不至于误判。

qwqwqw2088

稍微新的示波器已经可以全带宽和20M带宽了
话说回来，如经常测电源的波纹就会发现，一般比较小的，就是输入和输出电容上的充放电，是电源输出直流中的交流部分，也就是低频部分反应的输出电压的波动，

要是测噪声，有高频成分，不需要限制带宽，打开全频带测试

1055875333

一般的测量,20MHz的带宽就够用了,现在的示波器带宽越做越宽，因而测量纹波基本上不用考虑测量设备的带宽问题。

bioger

chunyang 发表于 2018-5-11 18:23
关于系统内的信号频率，注意这对电源而言是负载，负载导致的噪声跟电源纹波是两码事。测量电源纹波时，一般 ...

对于测试测试可以认为是两码事，但是我想知道，实际上会不会有影响呢？
如果有影响，那么需要增加测试电源纹波的噪声时的带宽吗？

bioger

qwqwqw2088 发表于 2018-5-11 18:24
稍微新的示波器已经可以全带宽和20M带宽了
话说回来，如经常测电源的波纹就会发现，一般比较小的，就是输 ...

那用不用带宽限制测试出来的噪声差别很大，我实际应用时该信那一个值呢？

bioger

1055875333 发表于 2018-5-11 19:05
一般的测量,20MHz的带宽就够用了,现在的示波器带宽越做越宽，因而测量纹波基本上不用考虑测量设备的带宽问 ...

现代的测量设备，带宽肯定不是问题。我的问题是，您说一般够用了，但就是说可能并不是针对所有系统都是够用的，那这个问题怎么解释呢？

maychang

bioger 发表于 2018-5-12 13:05
对于测试测试可以认为是两码事，但是我想知道，实际上会不会有影响呢？
如果有影响，那么需要增加测试电 ...

“实际上会不会有影响呢？如果有影响”
如果有影响，不必增加测试电源纹波时的带宽，而是加强滤波。

chunyang

bioger 发表于 2018-5-12 13:05
对于测试测试可以认为是两码事，但是我想知道，实际上会不会有影响呢？
如果有影响，那么需要增加测试电 ...

既然是两码事，有没有影响都跟电源本身无关，你测电源就按电源测试的要求来，你测系统就按测系统的要求来。举个例子，假如你的负载就是个广谱噪声发生器，且对系统内电源回路产生的巨大影响，你凭此说电源不合格，你认为谁会支持你？

chunyang

注意，此“电源”非彼“电源”。测试诸如楼主帖所及DCDC模块之类的纹波噪声指的供电电源本身的输出波动噪声，测试包括电源和负载在内的整体系统内的电源回路噪声则包括了电源纹波噪声和负载导致的电源回路中的噪声，这是两个截然不同的概念。

bioger

maychang 发表于 2018-5-12 14:38
“实际上会不会有影响呢？如果有影响”
如果有影响，不必增加测试电源纹波时的带宽，而是加强滤波。

增加滤波，这种办法是现在常用做法，但如果影响很大，我们是不是可以考虑电源需要改进呢。
就像当时定了20MHz带宽，不也是为了测试出来的值尽量有意义嘛。

bioger

chunyang 发表于 2018-5-12 16:36
既然是两码事，有没有影响都跟电源本身无关，你测电源就按电源测试的要求来，你测系统就按测系统的要求来 ...

我觉得你讨论偏了。我现在要问的是，电源的纹波会不会我系统产生影响。
我们测试纹波的值，一方面可以看看电源的质量，但更主要的是，我们想看看这个纹波符不符合我们要求。符合我们什么要求，就是看看能不能符合我们系统用电设备对纹波的要求。所以我才要讨论，测试出来的这个值（纹波）究竟在现代的这个社会，能不能满足我们电路的速度越来越快的要求了。

qwqwqw2088

bioger 发表于 2018-5-12 13:06
那用不用带宽限制测试出来的噪声差别很大，我实际应用时该信那一个值呢？

楼主不必纠结是否用带宽限制测量，比如通常的20MHz限制，就信带宽限制测量的纹波即可，有条件可以对比一下限制带宽20MHz和全频带测试，不是说带宽越大测试越准。

试想，纹波的频率和电源的开关频率基本一致，开关频率现在能做到的是几十KHZ 到几MHZ，另外由开关器件比如MOS管等，所造成的干扰不会超过20MHZ，噪声是高频成分也不会超过这个带宽

qwqwqw2088

其实一个原因就是，比如测试纹波电源只有100kHZ左右 ，示波器用限制带宽20MHz测试和打开全频带测试，
打开全频段测试出来的不能避免环境中的高频噪声对纹波的测试影响

bioger

qwqwqw2088 发表于 2018-5-14 11:10
其实一个原因就是，比如测试纹波电源只有100kHZ左右 ，示波器用限制带宽20MHz测试和打开全频带测试，
打开 ...

首先我们就事论事啊  
我觉得及下边解释的画，明显就是要说明有无带宽限制的测试测试结果如果不一样，可能就是环境噪声的影响。我觉得我们针对问题分析原因，而不是人为认为一个原因。
我测试过一些电源，发现有无带宽限制，出来的纹波噪声就是不一样，所以我就要问一下，这个不同是哪来的？是我测试的问题，还是本身就存在？如果是本身存在，那会不会产生别的影响？
我这么表示您能明白不？

qwqwqw2088

bioger 发表于 2018-5-14 12:04
首先我们就事论事啊  
我觉得及下边解释的画，明显就是要说明有无带宽限制的测试测试结果如果不一样，可 ...

工作原因常测试电源，做些EMC认证等，只是对电源纹波噪声，EMC知道一点点
实际生活中并不是所有环境都干扰电源的测试，但是作为一个可靠的电子产品必须要考虑严酷的电磁高频干扰
您的表示我明白，如果把测试电源噪声放在纺织织布机车间，机械加工焊接车间，飞机场或者高压输变电站等环境测试，和安静的实验室测试，限制带宽和不限制带宽一样不一样，看看具体测试结果了
这就是，电磁兼容实验室一般要有的电波暗室和屏蔽室
有好多公司由于产品的原因屏蔽室是少不了的
顺便说一下，完全可以用全频段测试纹波噪声

bioger

qwqwqw2088 发表于 2018-5-14 15:34
工作原因常测试电源，做些EMC认证等，只是对电源纹波噪声，EMC知道一点点
实际生活中并不是所有环境都干 ...

我就是全频带测试某家的电源模块发现了相关现象才出现上述疑问。
我发现全频带测试时和在带宽限制下进行的测试结果就是不一样。而且，还会差不少（有可能是我的测试方法差生一些高频干扰进去），面对结果我就很难分辨实际测试出来的值（无带宽限制）到底是什么原因引起的？这么大的干扰用在我系统中实际会有多大，会不会对系统产生影响，这些问题我是无法定量分析的。

chunyang

bioger 发表于 2018-5-14 09:17
我觉得你讨论偏了。我现在要问的是，电源的纹波会不会我系统产生影响。
我们测试纹波的值，一方面可以看 ...

那是你还没有真正理解相关概念，电源纹波会不会对你的系统产生影响要看你的系统特性。高速数字电路对电源纹波的要求不高，比如计算机系统的电源纹波指标的要求就不高，而现在的处理器主频动辄几个G，而微小信号放大器即使工作在近似直流的情况下，对电源的纹波参数也要求极高。你该考察的是电路的噪声容限，而知道如何考察，先要正确理解概念，尤其是我之前几帖所表达的概念。