低频纹波高频纹波环路纹波共模噪声谐振噪声简介
纹波和噪声
开关电源的纹波和噪声(图) 日期：2009-08-26 来源：本网作者：北京航空航天大学方佩敏开关电源（包括AC/DC转换器、DC/DC转换器、AC/DC模块和DC/DC模块）与线性电源相比较，最突出的优点是转换效率高，一般可达80%～85%，高的可达90%～97%；其次，开关电源采用高频变压器替代了笨重的工频变压器，不仅重量减轻，体积也减小了，因此应用范围越来越广。
但开关电源的缺点是由于其开关管工作于高频开关状态，输出的纹波和噪声电压较大，一般为输出电压的1%左右（低的为输出电压的0.5%左右），最好产品的纹波和噪声电压也有几十mV；而线性电源的调整管工作于线性状态，无纹波电压，输出的噪声电压也较小，其单位是μV。
本文简单地介绍开关电源产生纹波和噪声的原因和测量方法、测量装置、测量标准及减小纹波和噪声的措施。
纹波和噪声产生的原因开关电源输出的不是纯正的直流电压，里面有些交流成分，这就是纹波和噪声造成的。
纹波是输出直流电压的波动，与开关电源的开关动作有关。
每一个开、关过程，电能从输入端被“泵到”输出端，形成一个充电和放电的过程，从而造成输出电压的波动，波动频率与开关的频率相同。
纹波电压是纹波的波峰与波谷之间的峰峰值，其大小与开关电源的输入电容和输出电容的容量及品质有关。
噪声的产生原因有两种，一种是开关电源自身产生的；另一种是外界电磁场的干扰（EMI），它能通过辐射进入开关电源或者通过电源线输入开关电源。
开关电源自身产生的噪声是一种高频的脉冲串，由发生在开关导通与截止瞬间产生的尖脉冲所造成，也称为开关噪声。
噪声脉冲串的频率比开关频率高得多，噪声电压是其峰峰值。
噪声电压的振幅很大程度上与开关电源的拓扑、电路中的寄生状态及PCB的设计有关。
利用示波器可以看到纹波和噪声的波形，如图1所示。
纹波的频率与开关管频率相同，而噪声的频率是开关管的两倍。
纹波电压的峰峰值和噪声电压的峰峰值之和就是纹波和噪声电压，其单位是mVp-p。
电源纹波,如何测量？如何抑制？
电源纹波的产生我们常见的电源有线性电源和开关电源，它们输出的直流电压是由交流电压经整流、滤波、稳压后得到的。
由于滤波不干净，直流电平之上就会附着包含周期性与随机性成分的杂波信号，这就产生了纹波。
在额定输出电压、电流的情况下，输出直流电压中的交流电压的峰值就是通常所说的纹波电压。
纹波是一种复杂的杂波信号，它是围绕着输出的直流电压上下来回波动的周期性信号，但周期和振幅并不是定值，而是随着时间变化，并且不同电源的纹波波形也不一样。
纹波的危害一般来说纹波是有百害而无一利的，纹波的危害主要有以下几点：•电源中携带的纹波会在电器上产生谐波，降低电源的使用效率；•较高的纹波可能会产生浪涌电压或电流，从而导致电气设备运行不正常或加速设备老化；•在数字电路中纹波会干扰电路逻辑关系；•纹波还会给通信、测量和计量仪器、仪表带来噪音干扰，破坏信号的正常测量、计量，甚至损坏设备。
所以，在制作电源的时候，我们都要考虑将纹波降低到百分之几以下，对纹波要求高的设备要考虑把纹波降低到更小。
电源纹波的测量方法通常分为两大类，一类是单独电源的鉴定，另一类是产品的调试测量。
在电源行业和电源用户对电源鉴定时，要求选择在室内（20℃左右）进行，湿度应小于80%，周围对测量有影响的机械震动及电磁干扰最小，标准仪器与被检电源应在以上的测试环境下放置24小时以上。
对于纯电源来讲，测量电源纹波时，要求在加载时测量，所加负载要使输出电流大于额定输出电流的80%以上。
对于低噪声的纯阻性负载或电子负载，还要选择对应的测量标准。
不同的标准就会产生不同的测量结果。
纹波电压可以用绝对量表示，也可用相对量来表示。
一般用纹波电压与直流输出电压的比例来评价直流电源的滤波性能，即纹波系数。
纹波系数作为评价直流电源的一个重要指标，其计算方法为纹波电压的有效值与直流输出电压的百分比。
电源纹波的测量测量电源纹波一般采用示波器来测量，常用的有一下三种测量方法：1、靠连法使用带有地线环的示波器探头，将探针直接接触正输出的管脚，线环直接接触负输出的管脚，这是由于使得环路尽量短，这样从示波器中读出的峰值为输出线上的纹波与噪声，如下图所示：2、直接法将地线环直接与负输出的管脚连接，利用探头接地环进行输出端测试。
开关电源中的干扰
开关电源中的干扰一.电源线噪声电网中各种用电设备产生的电磁骚扰沿着电源线传播所造成的,电源线的噪声分为两大类:共模干扰和差模干扰。
1.共模干扰（Common-mode Interference）:两导线上的干扰电流振幅相等，而方向相同者称为共模干扰。
(任何载流体与地之间不希望有的电位)共模干扰的消除共模扼流圈工作原理如下：共模扼流圈当电路中的正常电流通过时，电流在同相位绕制的电感线圈中产生反向的磁场而相互抵消，此时正常信号电流主要受线圈电阻的影响（和少量因漏感造成的阻尼）；当共模电流流过线圈时，由于共模电流的同向性，会在线圈类产生同向的磁场而增大线圈的阻抗，使线圈表现为高阻抗，产生较强的阻尼效果，以此衰减共模电流达到滤波的目的。
共模电容的工作原理和差模电容的工作原理是一致的，都是利用电容的高频低阻性，使高频干扰电路短路，而低频时电路不受任何影响。
只是差模电容是两极之间短路，而共模电容是线对地短路。
消除共模干扰的方法包括：（1）.采用双绞线并有效接地。
（2）.强电场的地方还需要采用度锌管屏蔽。
（3）.布线时远离高压线，更不能将高压电源线和信号线捆在一起走线。
（4）.不要和电控所共用同一个电源。
（5）.采用线形稳压电源或高品质的开关电源（纹波干扰小于50mV）（6）.采用差分式电路2.差模干扰（Differential-mode Interference）：两导线上的干扰电流，振幅相等，方向相反称为差模干扰。
（任何两个载流体之间不希望有的电位差）（电容C的容量范围大致是2200pF-0.1uF,为减小漏电流，电容量不宜超过0.1uF）差模干扰的消除当干扰信号频率越高时，Zc越小，效果越明显，而低频时电路不受任何影响。
（电容C的容量大致是0.01-0.47uF）任何电源线上传导干扰信号，均用差模和共模信号来表示，差模干扰在两导线之间传输，属于对称性干扰；共模干扰在导线与地（机壳）之间传输，一般指在两根信号线上产生的幅值相等，相位相同的噪声，属于非对对称性干扰。
纹波
1 引言对于电子产品来说唯一不可缺少的是电源，但是它除了提供能量外，也带来了纹波、噪声等影响电子产品正常工作的影响。
纹波电压对高放、本振、混频、滤波、检波、A/D 变换等电路都会产生影响，在设计控制设备、电子仪器、电视、摄像机等电子产品时都要想办法尽量减小纹波。
为此就要了解纹波、知道它是如何产生的、如何测量以及抑制方法。
2 电源纹波纹波是附着于直流电平之上的包含周期性与随机性成分的杂波信号，指在额定输出电压、电流的情况下，输出电压中的交流电压的峰值。
狭义上的纹波电压，是指输出直流电压中含有的工频交流成分。
纹波用示波器可以看到，在直流电压上下轻微波动，就像水平面上波动的水纹一样，所以被称为纹波（见图1）。
图1 RIGOL示波器DS1302观察的纹波信号波形2.1 电源纹波产生我们通常在产品中用的电源主要有线性电源和开关电源二大类，输出的直流电压是一个固定值，由交流电压经整流、滤波、稳压后得到。
由于滤波不干净，直流电压中含有交流成分，这就产生了纹波。
纹波是一种复杂的杂波信号，它是围绕输出直流电压上下来回波动的周期性信号，但周期和振幅不是定值，随时间而变，不同电源的纹波波形不一样。
产生电源纹波的因素有许多，即使你用电池供电也会因负载的波动而产生波纹。
线性电源由于我国供电频率是50Hz，所以它的纹波主要来自工频50Hz变压器，纹波电压的频率常常是50nHz，n取自然数，大小取决于整流电路的类型。
对于半波整流，是1；对于全波整流，是2；对于三相全波整流，是6，即300Hz。
所以这种电源的输出端纹波主要是50HZ或它的整数倍，幅值小，较易滤除，通常纹波可做到几mV。
如假定整流桥输出负载电流IL，负载电压VL，整流桥输人交流电压幅值Vm及其输人交流电压频率f，则其输出的纹波电压由表1各式计算。
表1 整流纹波电压采用功率匹配法或等效电流源法计算纹波电压，一般表示为：△U＝ILsin2wt／(2wC) (1)从式(1)中可以看出，纹波频率为输人频率的两倍，其幅值正比于变换器的输出电流，反比于输人电压频率和平滑电容的大小。
反激变换器共模噪声的抑制
反激变换器共模噪声的抑制1.引言1.1 概述概述反激变换器是一种常用的电力电子装置，广泛应用于直流至直流（DC-DC）转换以及交流至直流（AC-DC）转换等领域。
然而，随着电子设备的不断普及和使用需求的不断增加，共模噪声成为了反激变换器设计中亟待解决的问题之一。
共模噪声指的是在反激变换器输出端产生的额外噪声信号，这些噪声信号的幅度与电源正负输出端之间的电位差有关。
由于共模噪声会影响到其他电路或设备的正常运行，因此对共模噪声的抑制成为了反激变换器设计中的重要任务。
本文旨在探讨反激变换器共模噪声的来源以及抑制方法。
首先，我们将介绍反激变换器的工作原理，包括其基本结构和工作模式。
然后，我们将详细讨论共模噪声的产生原因，涉及到各种可能的干扰机制和外部因素。
最后，我们将提出两种常见的抑制方法，旨在减小共模噪声的幅度，从而提高反激变换器的性能。
通过本文的阅读，读者将能够全面了解到反激变换器共模噪声的问题，并且掌握一些有效的抑制方法，从而为反激变换器的设计和应用提供参考和指导。
希望本文对于研究人员和工程师们在反激变换器设计中的抑制共模噪声方面有所帮助。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以描述整篇文章的结构和组织方式，让读者了解各个章节的内容和逻辑关系。
具体内容如下："1.2 文章结构：本文将按照以下方式组织和呈现内容：第一部分为引言，旨在引起读者对反激变换器共模噪声抑制问题的兴趣并提供背景信息。
在该部分中，我们将概述本文的研究目标和结构。
接下来的第二部分将详细介绍反激变换器的原理，包括其工作原理和基本结构。
我们将重点探讨反激变换器产生共模噪声的机制和原因，以加深对该问题的理解。
在第三部分中，我们将提出两种抑制共模噪声的方法。
首先，我们将介绍抑制方法一，详细描述其原理和操作步骤。
然后，我们将介绍抑制方法二，同样阐述其原理和应用范围。
最后，结论部分将总结本文的主要内容，并对反激变换器共模噪声的抑制进行综合评价。
开关电源 波纹与噪声
开关电源波纹与噪声一、开关电源输出波纹①开关电源输出纹波是输出直流电压的波动，与开关电源的开关动作有关。
每一个开、关过程，电能从输入端被“泵到”输出端，形成一个充电和放电的过程，从而造成输出电压的波动，波动频率与开关的频率相同。
②产生原因是开关电源的电流纹波作用在电容的ESR上。
③纹波电压是纹波的波峰与波谷之间的峰峰值，其大小与开关电源的输入电容和输出电容的容量及品质有关。
二、开关电源输出噪声①开关电源输出噪声是指全带宽下输出电压上叠加的交流量。
②产生的原因一种是开关电源自身产生的。
另一种是外界电磁场的干扰(EMI)，它能通过辐射进入开关电源或者通过电源线输入开关电源。
③开关电源自身产生的噪声是一种高频的脉冲串，由发生在开关导通与截止瞬间产生的尖脉冲所造成。
噪声脉冲串的频率比开关频率高得多，噪声电压是其峰峰值。
噪声电压的振幅很大程度上与开关电源的拓扑、电路中的寄生状态及PCB的设计有关。
三、减小纹波和噪声电压的措施①减少EMI的干扰采用金属外壳做屏蔽减小外界电磁场辐射干扰。
为减少从电源线输入的电磁干扰，在电源输入端加EMI 滤波器。
②在输出端采用高频性能好、ESR低的电容采用高分子聚合物固态电解质的铝或钽电解电容作输出电容是最佳的，其特点是尺寸小而电容量大，高频下ESR阻抗低，允许纹波电流大。
它最适用于高效率、低电压、大电流降压式DC/DC转换器及DC/DC模块电源作输出电容。
③采用与产品系统的频率同步为减小输出噪声，电源的开关频率应与系统中的频率同步，即开关电源采用外同步输入系统的频率，使开关的频率与系统的频率相同。
④避免多个模块电源之间相互干扰在同一块PCB上可能有多个模块电源一起工作。
若模块电源是不屏蔽的、并且靠的很近，则可能相互干扰使输出噪声电压增加。
为避免这种相互干扰可采用屏蔽措施或将其适当远离，减少其相互影响的干扰。
⑤增加LC滤波器为减小模块电源的纹波和噪声，可以在DC/DC模块的输入和输出端加LC滤波器。
谐波、纹波、噪声详解
纹波纹波：是附着于直流电平之上的包含周期性与随机性成分的杂波信号。
指在额定输出电压、电流的情况下，输出电压中的交流电压的峰值。
狭义上的纹波电压，是指输出直流电压中含有的工频交流成分。
纹波的成分较为复杂，它的形态一般为频率高于工频（中国是50Hz）的类似正弦波的谐波，另一种则是宽度很窄的脉冲波。
对于不同的场合，对纹波的要求各不一样。
对于电容器来说，无论是哪一种纹波，只要不是太大，一般对电容器质量不会造成影响。
而对工控机电源或音响设备中所使用的电源，由于宽度很窄的脉冲没有足够的能量来推动喇叭的纸盆或话机的听筒而形成杂音。
因此对于这种窄脉冲的要求可以放宽。
而对于音频范围内的类似正弦波的纹波信号，虽然其幅度不是太高，但其能量却使喇叭或听筒发生嗡嗡的杂音。
因此对这种形态的纹波应有一定的要求，而对于用于一些控制的场合，由于窄脉冲达到一定的高度会干扰数字或逻辑控制部件，使设备运行的可靠性降低，因此对这种窄脉冲的幅度应有一定的限制，而对类似正弦波的纹波，一般由于其幅度较低，对控制部件的干扰不大。
纹波的表示方法可以用有效值或峰值来表示，可以用绝对量，也可以用相对量来表示。
例如一个电源工作在稳压状态，其输出为100V/5A，测得纹波的有效值为10mV，这10mV就是纹波的绝对量，而相对量即纹波系数=纹波电压/输出电压=10mv/100V=0.01%，即等于万分之一。
纹波就是一个直流电压中的交流成分。
直流电压本来应该是一个固定的值，但是很多时候它是通过交流电压整流、滤波后得来的，由于滤波不干净，就会有剩余的交流成分，即便如此，就是用电池供电也因负载的波动而产生波纹。
事实上，即便是最好的基准电压源器件，其输出电压也是有波纹的。
要体验，可以用示波器来看，就会看到电压上下轻微波动，就像水纹一样，所以叫做纹波。
一般使用交流毫伏表来测量纹波电压，因为交流毫伏表只对交流电压响应，并且灵敏度比较高，可测量很小的交流电压，而纹波往往是比较小的交流电压。
相关名词解释
相控阵雷达数据率1引言相控阵雷达是一种以电子扫描代替机械扫描的先进目标探测与定位设备，由于采用计算机控制，因而具有灵活的多波束指向及驻留时间、可控的空间功率分配及时间资源分配等特点，这些特点决定了相控阵雷达能快速提供大空域、多批量目标的三坐标测量数据，同时也有较高的测量精度和分辨力。
2搜索数据率2.1雷达发现概率、虚警概率以及信噪比之间的关系发现概率、虚警概率是一部雷达系统要求的重要指标，发现概率过低会出现漏警现象，产生严重的后果，虚警概率过高会使虚警时间过短。
在采用一定的虚警概率条件下，发现概率与信噪比之间有着直接对应的关系。
2.2不同检测距离所对应的发现概率因为电磁波随着探测距离的增大而衰减，所以雷达对于不同的检测位置所接收到脉冲的信噪比是不同的，从而也决定了在单脉冲检测时的发现概率是不同的。
当发射机发射的功率为Pt，雷达天线的增益为Gt，目标的闪射面积为ξ时，接收天线处收到的回波功率为：S2=PtGtξ（2πR2）2（1）对于同一个目标，根据方程不难得出目标在Rd 处时，雷达接收脉冲的信噪比为：SNRd=R0Rd4SNR0（2）其中，R0是雷达的有效作用距离，SNR0是雷达在有效作用距离时的信噪比。
2.3雷达系统要达到一定发现概率下的积累脉冲个数往往，在信噪比不是很高时，一定的虚警概率下雷达达不到很高的发现概率的要求，这时就要采用脉冲积累的方法对目标进行检测。
多个脉冲积累后可以有效地提高信噪比，从而改善雷达的检测能力。
如果采用中频积累，将N个等幅相参中频脉冲进行相参积累可以使信噪比提高为原来的N倍。
3跟踪数据率跟踪数据率等于跟踪采样间隔时间的倒数。
跟踪数据率的大小对相控阵雷达多目标跟踪性能有很大的影响。
正确选定跟踪采样间隔时间对确保跟踪的连续性、可靠性和跟踪精度都有着重要的意义，如果不适当地提高数据率会极大地消耗雷达有效的系统资源，因而必须计算出最适当的雷达跟踪数据率。
现阶段雷达跟踪系统采用的跟踪算法有卡尔曼滤波、IMM算法、IE算法、α-β滤波等，这里以卡尔曼滤波为例对雷达跟踪数据率进行求解。
纹波和噪声测试方法
纹波和噪声测试方法纹波和噪声测试方法纹波(Waveform Leakage)是指在信号传输过程中,由于传输线或传输媒介本身的特性引起的频率范围内的衰减或干扰。
纹波通常会对信号的精度和可靠性产生影响,因此在许多应用中需要进行纹波测试。
噪声(Noise)是指在信号处理过程中,由于各种干扰因素引起的随机信号。
噪声测试可以帮助评估信号的抗干扰能力和稳定性。
以下是几种常见的纹波和噪声测试方法:1. 静态纹波测试(Static Waveform Leakage):在测试过程中,信号被放置在一个固定位置,并使用仪器测量其频率范围内的衰减。
静态纹波测试可以评估传输线或传输媒介的特性,例如材料密度、电容和电感等。
2. 动态纹波测试(Dynamic Waveform Leakage):在测试过程中,信号通过传输线或传输媒介,并使用仪器测量其频率范围内的衰减。
动态纹波测试可以评估信号在不同负载下的抗干扰能力。
3. 噪声测试:噪声测试可以使用各种仪器进行,例如频谱仪、示波器、信号发生器等。
在测试中,信号被放置在一个固定位置,并使用仪器测量其频率范围内的噪声水平。
噪声测试可以评估信号的抗干扰能力和稳定性。
4. 纹波抑制测试:纹波抑制测试可以使用各种仪器进行,例如滤波器、放大器等。
在测试中,信号被放置在一个固定位置,并使用仪器测量其频率范围内的纹波水平。
纹波抑制测试可以帮助提高信号的精度和可靠性。
纹波和噪声测试方法的选择取决于具体的应用场景和需求。
测试方法可以提供有关信号传输性能的重要信息,例如抗干扰能力、稳定性和精度等。
因此,在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的测试方法。
纹波和噪声
开关电源的纹波和噪声(图) 日期：2009-08-26 来源：本网作者：北京航空航天大学方佩敏开关电源（包括AC/DC转换器、DC/DC转换器、AC/DC模块和DC/DC模块）与线性电源相比较，最突出的优点是转换效率高，一般可达80%～85%，高的可达90%～97%；其次，开关电源采用高频变压器替代了笨重的工频变压器，不仅重量减轻，体积也减小了，因此应用范围越来越广。
但开关电源的缺点是由于其开关管工作于高频开关状态，输出的纹波和噪声电压较大，一般为输出电压的1%左右（低的为输出电压的0.5%左右），最好产品的纹波和噪声电压也有几十mV；而线性电源的调整管工作于线性状态，无纹波电压，输出的噪声电压也较小，其单位是μV。
本文简单地介绍开关电源产生纹波和噪声的原因和测量方法、测量装置、测量标准及减小纹波和噪声的措施。
纹波和噪声产生的原因开关电源输出的不是纯正的直流电压，里面有些交流成分，这就是纹波和噪声造成的。
纹波是输出直流电压的波动，与开关电源的开关动作有关。
每一个开、关过程，电能从输入端被“泵到”输出端，形成一个充电和放电的过程，从而造成输出电压的波动，波动频率与开关的频率相同。
纹波电压是纹波的波峰与波谷之间的峰峰值，其大小与开关电源的输入电容和输出电容的容量及品质有关。
噪声的产生原因有两种，一种是开关电源自身产生的；另一种是外界电磁场的干扰（EMI），它能通过辐射进入开关电源或者通过电源线输入开关电源。
开关电源自身产生的噪声是一种高频的脉冲串，由发生在开关导通与截止瞬间产生的尖脉冲所造成，也称为开关噪声。
噪声脉冲串的频率比开关频率高得多，噪声电压是其峰峰值。
噪声电压的振幅很大程度上与开关电源的拓扑、电路中的寄生状态及PCB的设计有关。
利用示波器可以看到纹波和噪声的波形，如图1所示。
纹波的频率与开关管频率相同，而噪声的频率是开关管的两倍。
纹波电压的峰峰值和噪声电压的峰峰值之和就是纹波和噪声电压，其单位是mVp-p。
纹波和噪声的区别完整版
纹波和噪声的区别标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]
由于开关电源的开关管工作在高频的开关状态，每一个开关过程，电能从输入端被“泵到”输出端，在输出电容上形成一个充电和放电的过程，从而造成输出电压的波动，而且此波动的频率与开关管的开关频率相同，这个波动就是输出纹波，是叠加在输出直流上的交流成分，纹波的幅值是该交流成分的波峰与波谷之间的峰峰值。
而噪声是开关电源自身产生一种高频脉冲串，由发生在开关导通与截止瞬间产生的尖脉冲所造成，噪声的频率比开关频率高的多，噪声电压的大小很大程度上与开关电源的拓扑、变压器的绕制、电路中的寄生参数、测试时外部的电磁环境以及PCB的布线设计有关。
在工程上，在对电源进行测试时，一般并不刻意的去把他们分开，测量的是纹波和噪声两者的合成干扰，用峰峰值（VP-P）表示。
DCDC降低纹波噪声的3种方法
DCDC降低纹波噪声的3种方法
1、纹波的定义
纹波是指在直流电压或电流上，有规律的叠加在直流稳定量上的交流分量。
现实中的电压和电流并不是完全稳定的一条直线，而是叠加有很多的波动，并且这些波动的频率是固定的，把这些波动叫做纹波。
2、噪声的定义
噪声是指叠加在纹波之上，非连续存在并无规律的电压或者电流尖峰。
也就是说噪声指的是叠加在纹波上的杂波。
下面的图1很好的描述了什么是纹波噪声。
3、纹波噪声的危害
当电源的纹波噪声过大时，它们可能会影响运放的精度，干扰AD或者DA模块的工作，使得整机的精度大幅度下降。
4、如何降低纹波噪声
降低开关器件动作带来的纹波噪声：设计人员在实际的开发过程中，需要根据实际的电路
参数及性能要求进行适当的调整，进行综合考虑。
●降低输入前端的低频纹波：增加滤波措施，各种类型的电容及电感滤波电路：LC、π型等，
或者在一些条件允许的系统中，也可以在前端及后端增加稳压器件，来降低纹波噪声，在这种情况下该部分的纹波噪声则完全由稳压器件的性能决定。
●降低线路寄生及耦合导致的纹波噪声：从设计上改善寄生参数（如优化工艺设计及PCB走
线等等），还可以施加共模滤波方案。
详解开关电源纹波来源及控制
详解开关电源纹波来源及控制
于五个方面：输入低频纹波、高频纹波、寄生参数引起的共模纹波噪声、功率器件开关过程中产生的超高频谐振噪声和闭环调节控制引起的纹波噪声。
1、低频纹波是与输出电路的滤波电容容量相关。
电容的容量不可能无限制地增加，导致输出低频纹波的残留。
交流纹波经DC/DC变换器衰减后，
在开关电源输出端表现为低频噪声，其大小由DC/DC变换器的变比和控制系
统的增益决定。
电流型控制DC/DC变换器的纹波抑制比电压型稍有提高。
但
其输出端的低频交流纹波仍较大。
若要实现开关电源的低纹波输出，则必须对低频电源纹波采取滤波措施。
可采用前级预稳压和增大DC/DC变换器闭环增
益来消除。
低频纹波抑制的几种常用的方法:
a、加大输出低频滤波的电感，电容参数，使低频纹波降低到所需的指标。
b、采用前馈控制方法，降低低频纹波分量。
2、高频纹波噪声来源于高频功率开关变换电路，在电路中，通过功率器件对输入直流电压进行高频开关变换而后整流滤波再实现稳压输出的，在其输出端含有与开关工作频率相同频率的高频纹波，其对外电路的影响大小主要和开关电源的变换频率、输出滤波器的结构和参数有关，设计中尽量提高功率变换器的工作频率，可以减少对高频开关纹波的滤波要求。
高频纹波抑制的目的是给高频纹波提供通路，常用的方法有以下几种:
a、提高开关电源工作频率，以提高高频纹波频率，有利于抑制输出高频纹波
b、加大输出高频滤波器，可以抑制输出高频纹波。
锂电池供电的高效、低纹波、低高频噪声电源设计
锂电池供电的高效、低纹波、低高频噪声电源设计作者：陈昕来源：《电子技术与软件工程》2015年第16期摘要设计了一种锂电池供电的非隔离多路直流电源，嵌入到便携式移动设备中，电源有两路功率较大，效率、纹波、高频噪声的要求高。
存在锂电池输出电压低时与电源输出电压较接近，普通的降压DC/DC难以实现的问题，设计采用了超低压差、占空比可达100%、高效率的BUCK变换器，解决了该问题。
其中一路要求输出电压大范围可调、纹波小于1mV；设计采用了BUCK加LDO电路进行稳压，又明显减小了电源纹波；还用减法放大器控制BUCK电路，保持LDO的工作压差是较小的固定值，保证了电源的高效率。
电源又增加了LC滤波和磁珠滤波，对进一步减小纹波和高频噪声的效果较好。
【关键词】BUCK LDO 纹波滤波锂电池因容量大、体积小、无记忆效应、电量检测容易、使用寿命长等许多优点，并且产品种类多，技术成熟，在许多移动设备、车辆中得到了广泛的使用。
非隔离的开关电源技术也非常成熟，具有体积小、效率高、芯片种类多等优点，很广泛地应用在各个领域中。
在某科研课题中，需要使用锂电池为便携式小体积设备提供多路直流电源，其中有两路输出的功率较大，要求输出的电压稳定。
一路是用电位器可调节输出直流电压，范围为6V～12V，最大输出电流为1.5A，纹波要求小于1mV；另一路是固定输出直流电压，要求输出电压为12V，最大输出电流为2.5A，纹波要求小于10mV。
两路负载是电气隔离的，工作时负载很稳定，两路电源输出的工作电流都不会超过3%。
选用锂电池考虑了重量、形状、可靠性、工作温度范围、连续工作时间等因素，综合分析后选用了容量为14.8V8AH的锂电池组。
设备的体积、重量、连续工作也要重视。
下面仅就以上两路电源的要求进行设计。
1 电源方案制定要减小设备的体积、重量，同时提高连续工作时间，效率是关键因素，效率高可以取消专用散热器，带来的好处是多方面的，因此要用开关电源技术。
降低纹波噪声的方法
DCDC 降低纹波噪声的方法广州金升阳科技有限公司一、背景序言：伴随着各式各样电子设备的产生，21世纪俨然已经成为一个被电磁围绕的世界，由于电磁环境的愈发复杂和恶劣，使得各行各业对各类设备的纹波噪声也开始愈来越关注。
本文则主要针对纹波噪声这一问题进行探究，分享减小纹波噪声的一些方法。
二、什么是纹波噪声？纹波的定义：纹波是指在直流电压或电流上，有规律的叠加在直流稳定量上的交流分量。
也就是说现实中的电压和电流并不像我们想象中的是完全稳定完美的一条直线，而是叠加有很多的波动，并且这些波动的频率是固定的，我们把这些波动叫做纹波。
噪声的定义：噪声是指叠加在纹波之上，非连续存在并无规律的电压或者电流尖峰。
也就是说噪声指的是叠加在纹波上的杂波，并且噪声的频率并不完全固定统一，存在一定的偶然性。
下面的图1很好的描述了什么是纹波噪声：图1：纹波噪声展示图三、纹波噪声产生的原因和危害：如果我们想要彻底的解决纹波和噪声，那就需要从根源上了解清楚纹波噪声产生的原因。
我们以开纹波噪声关电源为例，通常我们在电源模块的输出端测试到的纹波噪声它的产生原因大致如下：开关器件动作时带来、输入前端带来的低频纹波、线路寄生参数及耦合带来。
这些纹波噪声最终叠加在电源模块的输出，给各种不同的负载进行供电，也带来了一堆的问题。
当电源的纹波噪声过大时，它们可能会影响运放的精度，干扰AD或者DA模块的工作，使得整机的精度大幅度下降。
在一些音频及视频的系统中，甚至会因为纹波噪声过大，导致图像显示异常、音频工作故障，因此在系统的设计中，降低各个器件的纹波噪声显的尤为重要。
四、如何降低纹波噪声：1、降低开关器件动作带来的纹波噪声：包含电源模块在内，很多系统都会使用三极管、MOS管、二极管、IGBT等等这些功率器件作为开关器件，实现开关变化和整流输出的功能。
我们以最常规的推挽自激电路为例，以下图2为开关器件及整流器件上最为常见的波形方波：图2：常见方波波形理论上的方波在上升沿和下降沿的时候是90°垂直的，也就是说不需要时间的，但是实际过程中并不是这么完美的，正如我们将图片放大后所看到的，这些上升沿及下降沿都是需要时间的。
开关电源的纹波噪声及测试方法
开关电源的纹波和噪声来源：今日电子／21ic作者：北京航空航天大学方佩敏开关电源（包括AC/DC转换器、DC/DC转换器、AC/DC模块和DC/DC模块）与线性电源相比较，最突出的优点是转换效率高，一般可达80%～85%，高的可达90%～97%；其次，开关电源采用高频变压器替代了笨重的工频变压器，不仅重量减轻，体积也减小了，因此应用范围越来越广。
但开关电源的缺点是由于其开关管工作于高频开关状态，输出的纹波和噪声电压较大，一般为输出电压的1%左右（低的为输出电压的0.5%左右），最好产品的纹波和噪声电压也有几十mV；而线性电源的调整管工作于线性状态，无纹波电压，输出的噪声电压也较小，其单位是μV。
本文简单地介绍开关电源产生纹波和噪声的原因和测量方法、测量装置、测量标准及减小纹波和噪声的措施。
纹波和噪声产生的原因开关电源输出的不是纯正的直流电压，里面有些交流成分，这就是纹波和噪声造成的。
纹波是输出直流电压的波动，与开关电源的开关动作有关。
每一个开、关过程，电能从输入端被“泵到”输出端，形成一个充电和放电的过程，从而造成输出电压的波动，波动频率与开关的频率相同。
纹波电压是纹波的波峰与波谷之间的峰峰值，其大小与开关电源的输入电容和输出电容的容量及品质有关。
噪声的产生原因有两种，一种是开关电源自身产生的；另一种是外界电磁场的干扰（EMI），它能通过辐射进入开关电源或者通过电源线输入开关电源。
开关电源自身产生的噪声是一种高频的脉冲串，由发生在开关导通与截止瞬间产生的尖脉冲所造成，也称为开关噪声。
噪声脉冲串的频率比开关频率高得多，噪声电压是其峰峰值。
噪声电压的振幅很大程度上与开关电源的拓扑、电路中的寄生状态及PCB的设计有关。
利用示波器可以看到纹波和噪声的波形，如图1所示。
纹波的频率与开关管频率相同，而噪声的频率是开关管的两倍。
纹波电压的峰峰值和噪声电压的峰峰值之和就是纹波和噪声电压，其单位是mVp-p。
图1 纹波和噪声的波形纹波和噪声的测量方法纹波和噪声电压是开关电源的主要性能参数之一，因此如何精准测量是一个十分重要问题。
低频纹波高频纹波环路纹波共模噪声谐振噪声简介
低频纹波低频纹波是与输出电路的滤波电容容量相关。
由于开关电源体积的限制，电解电容的容量不可能无限制地增加，导致输出低频纹波的残留，该输出纹波频率随整流电路方式的不同而不同。
一般的开关电源由AC/DC和DC/DC两部分组成。
AC/DC的基本结构为整流滤波电路，它输出的直流电压中含有交流低频纹波，其频率为输入交流电源频率的二倍，幅值与电源输出功率及滤波电容容量有关，一般控制在10%以内。
该交流纹波经DC/DC变换器衰减后，在开关电源输出端表现为低频噪声，其大小由DC/DC变换器的变比和控制系统的增益决定。
低频纹波例如：对普通24V电源来说，电压型控制DC/DC变换器的纹波抑制比一般为45～50dB，其输出端的低频交流纹波有效值为60～120mV。
电流型控制DC/DC变换器的纹波抑制比稍有提高，但其输出端的低频交流纹波仍较大。
若要实现开关电源的低纹波输出，则必须对低频电源纹波采取滤波措施。
可采用前级预稳压和增大DC/DC变换器闭环增益来消除。
低频纹波的抑制a、加大输出低频滤波的电感，电容参数，使低频纹波降低到所需的指标。
b、采用前馈控制方法，降低低频纹波分量。
高频纹波高频纹波噪声来源于高频功率开关变换电路，在电路中，通过功率器件对输入直流电压进行高频开关变换而后整流滤波再实现稳压输出的，在其输出端含有与开关工作频率相同频率的高频纹波，其对外电路的影响大小主要和开关电源的变换频率、输出滤波器的结构和参数有关，设计中尽量提高功率变换器的工作频率，可以减少对高频开关纹波的滤波要求。
高频纹波高频纹波的抑制a、提高开关电源工作频率，以提高高频纹波频率，有利于抑制输出高频纹波。
b、加大输出高频滤波器，可以抑制输出高频纹波。
c、采用多级滤波。
共模纹波噪声由于功率器件与散热器底板和变压器原、副边之间存在寄生电容，导线存在寄生电感，因此当矩形波电压作用于功率器件时，开关电源的输出端因此会产生共模纹波噪声。
减小与控制功率器件、变压器与机壳地之间的寄生电容，并在输出侧加共模抑制电感及电容，可减小输出的共模纹波噪声。
【测试】电源测试基础
【关键字】测试电源测试基础1. 综述电源的本质是把其他形式的能转换成电能的装置，也是向电子设备提供功率的装置。
我们所说板上电源是指将外部供给的单电压或者双电压的直流电源，转换成单板正常工作所需要的各种电压的直流电源，也就是单板的供电系统，即电源树。
近年来随着硬件器件的高速发展及更新换代，对供电的要求大幅提高，所以电源对整个系统的稳定性起着越来越重要的作用。
因此在研发，生产，检验过程需要对电源的重要指标进行大量的尝试。
板上电源主要的尝试的指标包括稳压值、纹波、启动冲击电流、上下电波形、上电时序、单板功耗及其它相关指标等。
下面就将对板上电源的各个指标及尝试方法进行详细介绍。
2. 尝试指标及尝试方法2.1 电源的稳压值尝试电源稳压值是按照用电设备的需求输出的稳定电压值。
本项尝试目的是尝试单板满负载工作时，各个电源网络输出的电源稳压值是否符合器件工作条件的要求。
尝试方法：单板上电之后，使用万用表尝试电源模块输出端口的稳态电压。
如果是含有CPU，子卡，网络处理器等单板，需要进一步尝试满负荷情况下的电源模块输出值。
判断准则：尝试的电源模块的输出电压和整定值的误差范围在理论输出值的±X%以内。
（为电源标称的输出值或者理论输出值，±X%的具体值须按照负载本身最严格的要求）。
尝试用例：UBPG1单板硬件尝试中，用万用表在芯片FPGA(C222)处测量VCC2.5V的电压值，实测值为：2.5174V，判断符合要求的范围是在2.475V~2.525V内，本电压值符合要求。
2.2 电源的纹波尝试纹波(ripple)的定义是指在直流电压或电流中，叠加在直流稳定量上的交流分量。
电源输出纹波主要来源于五个方面：输入低频纹波；高频纹波；寄生参数引起的共模纹波噪声；功率器件开关过程中产生的超高频谐振噪声；闭环调节控制引起的纹波噪声。
它主要有以下害处：容易在用电器上产生谐波，谐波会产生更多的危害；降低电源的效率；较强的纹波会造成浪涌电压或电流的产生，导致烧毁用电器；会干扰数字电路的逻辑关系，影响其正常工作；会带来噪音干扰，使图像设备、音响设备不能正常工作。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
低频纹波
低频纹波是与输出电路的滤波电容容量相关。
由于开关电源体积的限制，电解电容的容量不可能无限制地增加，导致输出低频纹波的残留，该输出纹波频率随整流电路方式的不同而不同。
一般的开关电源由AC/DC和DC/DC两部分组成。
AC/DC的基本结构为整流滤波电路，它输出的直流电压中含有交流低频纹波，其频率为输入交流电源频率的二倍，幅值与电源输出功率及滤波电容容量有关，一般控制在10%以内。
该交流纹波经DC/DC变换器衰减后，在开关电源输出端表现为低频噪声，其大小由DC/DC变换器的变比和控制系统的增益决定。
低频纹波
例如：对普通24V电源来说，电压型控制DC/DC变换器的纹波抑制比一般为45～50dB，其输出端的低频交流纹波有效值为60～120mV。
电流型控制DC/DC变换器的纹波抑制比稍有提高，但其输出端的低频交流纹波仍较大。
若要实现开关电源的低纹波输出，则必须对低频电源纹波采取滤波措施。
可采用前级预稳压和增大DC/DC变换器闭环增益来消除。
低频纹波的抑制
a、加大输出低频滤波的电感，电容参数，使低频纹波降低到所需的指标。
b、采用前馈控制方法，降低低频纹波分量。
高频纹波
高频纹波噪声来源于高频功率开关变换电路，在电路中，通过功率器件对输入直流电压进行高频开关变换而后整流滤波再实现稳压输出的，在其输出端含有与开关工作频率相同频率的高频纹波，其对外电路的影响大
小主要和开关电源的变换频率、输出滤波器的结构和参数有关，设计中尽量提高功率变换器的工作频率，可以减少对高频开关纹波的滤波要求。
高频纹波
高频纹波的抑制
a、提高开关电源工作频率，以提高高频纹波频率，有利于抑制输出高频纹波。
b、加大输出高频滤波器，可以抑制输出高频纹波。
c、采用多级滤波。
共模纹波噪声
由于功率器件与散热器底板和变压器原、副边之间存在寄生电容，导线存在寄生电感，因此当矩形波电压作用于功率器件时，开关电源的输出端因此会产生共模纹波噪声。
减小与控制功率器件、变压器与机壳地之间的寄生电容，并在输出侧加共模抑制电感及电容，可减小输出的共模纹波噪声。
共模纹波噪声
a.输出采用专门设计的EMI滤波器
b.降低开关毛刺幅度
超高频谐振噪声
超高频谐振噪声主要来源于高频整流二极管反向恢复时二极管结电容、功率器件开关时功率器件结电容与线路寄生电感的谐振，频率一般为1～10MHz，通过选用软恢复特性二极管、结电容小的开关管和减少布线长度等措施可以减少超高频谐振噪声。
超高频谐振噪声
超高频谐振噪声的抑制
通过选用软恢复特性二极管、结电容小的开关管和减少布线长度等措施可以减少超高频谐振噪声。
闭环调节控制引起的纹波噪声
开关电源都需对输出电压进行闭环控制，调节器参数设计的不适当也会引起纹波。
当输出端波动时通过反馈网络进入调节器回路，可能导致调节器的自激振荡，引起附加纹波。
此纹波电压一般没有固定的频率。
闭环调节控制引起的纹波噪声
闭环调节控制引起的纹波噪声的抑制
在开关直流电源中，往往因调节器参数选择不适当会引起输出纹波的增大，这部分纹波可通过以下方法进行抑制。
a、在调节器输出增加对地的补偿网络，调节器的补偿可抑制调节器自激引起的纹波增大。
b、合理选择闭环调节器的开环放大倍数和闭环调节器的参数，开环放大倍数过大有时会引起调节器的振荡或自激，使输出纹彼含量增加，过小的开环放大倍数使输出电压稳定性变差及纹波含量增加，所以调节器的开环放大倍数及闭环调节器的参数要合理选取，调试中要根据负载状况进行调节。
c、在反馈通道中不增加纯滞后滤波环节，使延时滞后降到最小，以增加闭环调节的快速性和及时性，对抑制输出电压纹波是有益的。