电路设计中模块电源的噪声测试
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。
芯片设计中的时钟与电源噪声分析与优化方法与技术
芯片设计中的时钟与电源噪声分析与优化方法与技术在芯片设计中，时钟和电源噪声是两个重要的考虑因素。
时钟噪声可能导致时序偏差，使得芯片无法正常工作，而电源噪声可能导致稳定性问题和功耗增加。
因此，对时钟和电源噪声的分析与优化对芯片设计至关重要。
一、时钟噪声的分析与优化方法1. 时钟噪声的来源时钟噪声主要来源于时钟信号的传输和发生过程中存在的不完美。
例如，时钟线的电磁辐射、串扰和抖动等都会引入噪声。
时钟信号的传输路径、时钟驱动器的设计以及外部环境都会对时钟噪声产生影响。
2. 时钟噪声的分析方法为了准确评估时钟噪声，可以采用电磁仿真、傅里叶变换和时域分析等方法。
电磁仿真可以模拟不同结构的时钟传输线路，分析其电磁辐射和串扰情况。
傅里叶变换可以将时钟信号的频谱分析出来，进而得到各个频率成分下的噪声功率。
时域分析可以观察时钟信号的波形和抖动情况。
3. 时钟噪声的优化技术为了降低时钟噪声，可以采取以下一些优化技术。
首先，合理设计时钟传输线路和时钟驱动器，减少电磁辐射和串扰。
其次，使用抗抖动技术，例如PLL锁相环和延迟锁定环，来提高时钟信号的稳定性。
此外，可以采用时钟缓冲器和分频器等技术来降低时钟功耗和提高时钟信号的质量。
二、电源噪声的分析与优化方法1. 电源噪声的来源电源噪声主要来源于电源系统本身以及芯片内部的电路。
电源系统可能会受到电源波动、耦合和传导噪声等影响，而芯片内部的电路则可能会因为功耗变化引起电流波动而导致电源噪声。
2. 电源噪声的分析方法为了准确评估电源噪声，可以采用电源线谐波分析、功率谱分析和电源波动度等方法。
电源线谐波分析可以检测电源线上的谐波成分，帮助我们找到电源噪声的频谱分布。
功率谱分析可以分析芯片内部电路的功耗变化，从而推算出电源噪声的功率谱密度。
电源波动度可以用来描述电源噪声的幅度大小。
3. 电源噪声的优化技术为了降低电源噪声，可以采取以下一些优化技术。
首先，合理设计电源系统，选择低噪声电源模块和滤波器来减小电源波动和传导噪声。
开关电源的纹波和噪声测试方法
开关电源的纹波和噪声(图)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。
电源电路中电气噪声的产生和传播机制
电源电路中电气噪声的产生和传播机制摘要：理解电压调节器的物理特性对于设计符合和EMC兼容性要求的电源系统至关重要。
开关调节器（降压、升压、反激以及SEPIC拓扑结构）的物理特性对于元件选择、电磁设计以及PCB布局具有特殊的指导意义。
漏感、ESR 和ESL的寄生效应是优化电路性能的关键所在。
大多数包含电压调节器或其它类型的电源电路，许多非便携式设备中使用的小尺寸光刻技术IC要求较低的供电电压，也必须由特定的电源电路来提供。
然而许多设计者并不完全了解，电压调节器和电源电路的选择对于电池寿命、电磁干扰/电磁兼容（EMI/EMC）规范的兼容性、甚至产品的基本性能能否达到设计要求都有着重大影响。
以下就有关电源电路中电气噪声的产生和传播机制及物理原理进行讨论。
电压调节器最为普通的功率转换器就是电压调节器。
它可以接受一个在某给定范围内变动的输入电压，并产生一个不变的输出电压。
电压调节器主要包含两大类：开关型和所有其它类型（主要是线性和并联型）。
不同于开关型调节器，线性和并联型的适用范围很有限，因为其输出电压必须保持低于输入电压。
另外，大多数开关调节器的效率也优于对应的线性或并联型调节器。
不过，线性/并联型调节器的低噪声和简单性使它们相对于开关调节器更有吸引力。
最简单的电压调节器是并联型调节器，它通过调节流过电阻的电流，使输入电压下降到一个稳定的输出电平。
齐纳二极管具有类似功能，但齐纳管中的功率消耗过大，且负载调整（输出电压随负载电流的变化）很差。
有些并联调节器允许利用分压网络设定稳定电压，但通常是作为一个功能模块出现在更为复杂的调节器或电源中。
一般来讲，并联调节器适合于负载电流变化不大的低功耗系统。
然而，这种狭窄的应用范围可以通过增加一个有源调整元件（通常是一个双极晶体管）而得以扩展，此时的并联调节器就转变为线性调节器。
线性电压调节器线性电压调节器利用一个有源调整元件（双极型或MOSFET）将输入电压降低至稳定的输出电压。
噪声检测系统的硬件设计方案
噪声检测系统的硬件设计方案引言：噪声是我们生活中常见的环境问题，严重影响人们的健康和生活质量。
为了及时监测和控制噪声污染，设计一个高效可靠的噪声检测系统是非常重要的。
本文将介绍一个完整的噪声检测系统的硬件设计方案，包括传感器选择、信号处理、数据存储和显示等方面。
一、传感器选择1. 声音传感器：选择高灵敏度、宽频响范围的声音传感器，如MEMS 麦克风传感器，能够准确捕捉噪声信号，并将其转化为电信号输出。
2. 环境传感器：为了更全面地了解噪声的来源和影响因素，可以选择加速度传感器、温湿度传感器等，监测噪声的震动和环境参数。
二、信号处理1. 信号放大：将传感器输出的微弱电信号放大到合适的幅度，以便后续的信号处理和分析。
2. 滤波处理：使用低通滤波器、带通滤波器等方法，去除噪声信号中的高频噪声和干扰信号，保留感兴趣的频率范围内的信号。
3. 信号采样：采用高精度的模数转换器（ADC）对滤波后的信号进行采样，将模拟信号转换为数字信号，以便后续的数据处理和分析。
三、数据存储和显示1. 存储设备：选择适合的存储设备，如SD卡、EEPROM等，将采集到的噪声数据进行存储，以备后续的数据分析和报告生成。
2. 显示界面：设计合适的显示界面，如LCD显示屏、数码管等，将实时或历史的噪声数据以直观的方式展示给用户，方便用户进行实时监测和分析。
四、供电和通信1. 供电系统：选择合适的电源模块，如锂电池、电源适配器等，为噪声检测系统提供稳定可靠的电源。
2. 通信模块：可选用无线通信模块（如Wi-Fi、蓝牙等）或有线通信模块（如RS485、以太网等），将采集到的噪声数据传输到上位机或云平台，实现远程监控和数据管理。
结论：噪声检测系统的硬件设计方案是确保噪声监测的准确性和可靠性的关键。
通过选择合适的传感器、进行信号处理、设计有效的数据存储和显示界面，以及配置合适的供电和通信模块，可以实现高效、全面、可靠的噪声检测功能。
在实际的设计过程中，需要根据具体的应用场景和需求，进行系统参数的调整和优化，以达到最佳的检测效果。
开关电源噪声分析及滤波器设计
开关电源噪声分析及滤波器设计摘要：为了抑制开关电源噪声，文章对开关电源噪声产生的原因以及种类进行了分析阐述，并针对不同噪声提出了相应的抑制电路，最后将电路相结合得到完整的滤波电路，为开关电源的推广使用和抑制噪声提供参考。
关键词：开关电源；滤波器；输出电压在现代电子设备上,开关电源以其尺寸小、成本低和效率高而具有极高的价值，得到越来越广泛的应用。
但是，随着产品系统的复杂化和高集成化,开关电源噪声大、电磁干扰严重的缺点也越来越受到关注。
在开关电源中,滤波器对噪声的抑制起着显著的作用。
1.开关电源噪声分析EMI噪声按照传输途径的不同，可以划分为共模及差模干扰噪声。
在开关电源模块中差模干扰噪声具体表现为浪涌电压，其将会使开关电源输出电压幅值波动较大，使得开关电源无法提供稳定的电压。
浪涌电压所造成过高的瞬时电压很可能会导致电路的损坏，例如使得二极管被击穿或电容被烧坏，进而使电子设备无法正常工作。
对于高频尖峰脉冲数据采集电路而言，浪涌电压会对电路产生毛刺[1]1.1浪涌电压如图1为某L系列的AC－DC开关电源原理图。
由图可知，输电网中的高压电经过整形电路以及滤波电路作用后，输出电压信号再通过Buck变换器，由PFM电路来对输出电压的占空比进行调节，其原理为通过控制半导体JEFT管的导通与关断来输出电压，并保持电压的稳定。
由于场效应晶体管不停在导通以及关断之间变换，造成感性负载中的电流也随之不停地发生突变，进而导致第一级线圈中产生浪涌电压。
同样的，在输出端也会出现与开关频率相同的纹波，浪涌电压的大小决定于开关电源内部所包含的LC电压和等效串联电阻，而电压频率则与场效应晶体管导通关断状态转换频率一致，其为差模噪声[2]。
图1某L系列AC－DC开关电源原理1.2高频尖峰脉冲高频尖峰脉冲为共模噪声，其主要分为两种噪声。
一种是由于整流二极管的反向恢复特性而产生的［1］。
如图1中所示，二极管D1由于具有反向恢复特性，当场效应晶体管在导通与关断状态之间切换时会产生尖峰电流。
模块电源测试说明
１．直流输出模块电源纹波和噪声测试 直流输出模块电源的输出纹波包含共模和差模两部分，差模纹波又包括开关频率的纹波和远高于开关频率的高频噪声，如图1所示。
前者主要由开关频率及谐波组成，后者主要由功率开关器件快速的电压和电流变化产生，这两者都是需要检测的信号。
共模噪声是由于接地点电位差的存在造成的输出纹波，这种信号沿输出线同向流动，最终在负载上转换为差模信号影响系统的工作，同样的原理，在测试时，如果探头两根信号线的阻抗不同，共模信号同样会转变成差模信号，影响真实的纹波。
共模信号与接地方式有很大关系，可以通过滤波措施进行抑制，不属于模块电源的纹波测试范围，这里只介绍差模纹波的测试方法。
图1模块电源输出纹波示意图１．１平行线测试法 示波器优先选用带２０ＭＨｚ带宽限制的模拟示波器，其次是带２０ＭＨｚ带宽限制的数字存储示波器。
（ａ） ５０Ｗ及以下模块峰－峰值杂音电压测试电路图（ｂ）５０Ｗ以上模块峰－峰植杂音电压测试电路图图２ 平行线测试法示意图⑴在输入电压为额定值，输出电流为额定值时：小功率模块(=50W）输出管脚接平行铜箔带，后接电容，使用20MHz带宽示波器测试并记录输出端的峰-峰值杂音电压；两平行铜箔带的长度为51mm和76mm（2inch和3inch）之间，两平行铜箔带的之间的距离为2.54mm(0.1inch)；C焊接点的位置与模块输出端子的距离为25.4mm(1inch)，示波器探头接点如图（a）所示，测试点距模块输出端子51mm左右，铜箔带的厚度和宽度（指两平行铜箔带之和）保证电压降小于2%。
大功率模块(>50W）输出管脚接平行铜箔带，后接电容，使用20MHz带宽示波器测试并记录输出端的峰-峰值杂音电压；两平行铜箔带的长度为51mm和76mm（2inch和3inch）之间，两平行铜箔带的之间的距离为2.54mm(0.1inch)；C1焊接点的位置与模块模块输出端子的距离为25.4mm(1inch)，C2焊接点与示波器探头的距离为12.7mm，C1为1?F的聚酯电容或瓷片电容（X7R或X5R类型的）C2为10?F的钽电容。
直流稳压电源实验中的纹波与噪声分析与消除方法
直流稳压电源实验中的纹波与噪声分析与消除方法直流稳压电源在各种电子实验和设备中起着至关重要的作用。
在使用直流稳压电源时，我们常常会遇到纹波和噪声问题，这些问题可能会对电子元件和电路产生不利影响。
因此，对纹波和噪声进行准确的分析和消除是非常重要的。
本文将探讨直流稳压电源实验中纹波与噪声的产生原因、分析方法以及消除方法。
一、纹波与噪声的产生原因直流稳压电源实验中纹波与噪声的产生主要有以下几个方面的原因：1. 电源本身的问题：直流稳压电源可能存在电源波动或者电源的设计不合理，使得输出直流电压出现纹波。
2. 电源滤波电容：电源滤波电容的质量和容值对纹波有直接影响。
当电容的质量较差或容值较小时，就容易出现较大的纹波。
3. 复杂电路连接：在实验中，当直流稳压电源与其他电路连接时，电源输出的纹波与噪声可能通过其他电路产生耦合作用，从而出现在实验电路中。
二、纹波与噪声的分析方法在直流稳压电源实验中，我们可以采用以下几种方法进行纹波与噪声的分析：1. 示波器显示法：将直流稳压电源输出的电压信号接入示波器并设置合适的量程，观察示波器上的波形变化，从波形上可以分析纹波和噪声的幅度和频率。
2. 多用表测量法：通过将直流稳压电源输出的电压信号接入多用表，选择合适的测量范围和测量方式，测量电压的均值和波动值，从而获取纹波和噪声的相关信息。
3. 频谱分析法：通过频谱仪等设备对直流稳压电源输出的电压信号进行频谱分析，找出纹波和噪声所在的频率区域，并获取相应的幅度信息。
三、纹波与噪声的消除方法在直流稳压电源实验中，为了消除输出电压中的纹波与噪声，我们可以采用以下几种方法：1. 优化电源设计：选择质量较好的电源模块或器件，并合理设计稳压电路，使得电源本身的纹波和噪声尽量降低。
2. 选择合适的滤波元件：在直流稳压电源的输出端添加合适的滤波元件，如大容值电解电容、磁珠或者低通滤波器等，以实现对纹波和噪声的滤波处理。
3. 电源电容升级：对电源滤波电容进行升级，选择较大容值的优质电容来替换原有电容，以减小纹波和噪声的幅度。
用示波器测量电源噪声的方法（1）
⽤⽰波器测量电源噪声的⽅法（1）⽤⽰波器测量电源噪声的⽅法(1)2010年8⽉9⽇⼤哥⽜3 条评论引⾔如今的电⼦设计越来越趋向与切换速度加快，封装上会有更多的引脚，信号幅度更⼩。
因此设计⼈员在从⼿机到服务器等新的数字电路设计中会更注意电源噪声。
实时⽰波器通常⽤来测量电源噪声。
本⽂将讲述分析电源噪声的技术，评估电源噪声测试的⼯具。
⾯临的问题由于切换速度和信号转换速率增加，设备上需要切换的引脚数⽬越来越多，电源中引⼊了更多的切换噪声。
同时，电路也变得越来越受电源噪声影响。
减少单位间隔意味着减少时间裕量。
减⼩信号幅度会转为减少噪声裕量。
对所有⼯程上会遇到的问题，理解问题并精确的测量数据才能解决问题。
对“噪声”的理解在理想的情况下，电源是不会有噪声的，那么电源噪声是怎么产⽣的呢？除了由于热过程不可避免引起的⾼斯噪声（通常这不是噪声的主要部分）之外，所有的电源噪声都会有⼀到两个源。
开关电源会造成不希望的噪声，这些噪声通常会在开关切换频率的谐波或者和切换频率⼀致。
当门电路和输出引脚驱动开关时，会要从电源上得到电流。
这是⼤多数数字电路中的噪声源。
这些切换虽然会随机的发⽣，但是会趋向于和系统时钟⼀致。
当我们把这些看出是叠加在电源上的“信号”⽽不是“噪声”的时候，分析就会变得简单有效。
测量的挑战由于电源噪声带宽很⼤，设计师更倾向于⽤⽰波器来测量电源噪声。
我们会在后⾯讲述⽰波器对噪声原因分析的独特作⽤。
实时⾼带宽数字⽰波器和⾼带宽探头⾃⾝也有噪声，这个必须要考虑。
如果你要测量的电源噪声和⽰波器以及探头的噪底是在⼀个数量级上的话，你的测量的精确度就会有问题了。
本⽂就要讨论关于⽰波器噪底的更多信息。
另外⼀个问题是动态范围。
电源是直流电压，上⾯的交流噪声占直流电平的⽐例很⼩。
有些⽰波器很探头就会遇到问题，要设置好偏置，要很好的探测才能得到更好的观测噪声，才能是⽰波器⾃⾝的噪底很⼩。
下⾯就讲⼀讲⽰波器⾃⾝的噪声。
⽰波器⾃⾝的噪声图1. 噪声源如图1所⽰。
电路中的噪声分析与抑制
电路中的噪声分析与抑制在电路设计和应用过程中，噪声是一个不可避免的问题。
噪声会对电路的性能和可靠性造成负面影响，因此对电路中的噪声进行有效的分析和抑制是非常重要的。
本文将从噪声的来源、分析方法和抑制措施三个方面进行探讨。
一、噪声的来源1. 热噪声热噪声是由于电子元件内部的热运动引起的，通常以热电压的形式存在。
它是由于元件内部自身的电导产生的，与温度成正比。
在电路中，电阻器是主要的热噪声产生源。
2. 间隙噪声间隙噪声是由于电子元件内部的材料不完美造成的。
例如，在半导体器件中，由于材料的禁带宽度不均匀或杂质引起的缺陷，都会产生间隙噪声。
3. 交流电源噪声交流电源噪声是由于电源本身的不稳定性引起的。
当电源电压波动或产生纹波时，会导致交流电源噪声的产生。
4. 串扰噪声串扰噪声是由于电路中不同信号之间的相互影响引起的。
例如，当信号之间的耦合不完全时，就会导致串扰噪声的产生。
二、噪声的分析方法1. 频谱分析法频谱分析法是一种常用的噪声分析方法，通过对信号或电路的频谱进行分析，可以确定噪声在不同频率上的分布情况。
常用的频谱分析设备有频谱仪和傅里叶变换仪等。
2. 时域分析法时域分析法主要通过对信号或电路的波形进行分析，可以了解噪声在时间上的规律。
常用的时域分析设备有示波器和瞬态记录仪等。
3. 直流偏置点分析法直流偏置点分析法主要用于分析噪声对直流工作点的影响，通过改变直流偏置点的位置，观察噪声信号的变化情况，可以确定噪声的来源和传播路径。
三、噪声的抑制措施1. 滤波器的应用滤波器是抑制噪声的有效手段之一。
根据噪声的频率特性选择合适的滤波器，并将其放置在电路的合适位置，可以滤除不需要的噪声信号。
2. 接地和屏蔽设计通过合理的接地和屏蔽设计，可以减少电路中的干扰噪声。
良好的接地设计和合适的屏蔽措施可以避免不必要的耦合和串扰。
3. 优化电源设计电源是电路中噪声的重要来源，优化电源设计可以减少电源噪声对电路的影响。
例如，使用稳定的电源模块、加入滤波电容和使用低纹波电源等方法。
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。
运算放大器电路固有噪声的分析与测量
运算放大器电路固有噪声的分析与测量第六部分：噪声测量实例作者：德州仪器 (TI) 高级应用工程师 Art Kay在第 5 部分我们介绍了不同类型的噪声测量设备。
我们将在第 6 部分讨论与噪声测量相关的参数和操作模式。
在这里我们将列举一些实际应用的例子，来说明如何使用该设备对第 3 部分及第 4 部分所描述的电路进行测量。
屏蔽：测量固有噪声时，消除外来噪声源是很重要的。
常见的外来噪声源有：电源线路“拾取”（“拾取”是指引入外来噪声，比如 60Hz 噪声）、监视器噪声、开关电源噪声以及无线通信噪声。
通常利用屏蔽外壳将所测电路放置于其中。
屏蔽外壳通常由铜、铁或铝制成，而重要的是屏蔽外壳应与系统接地相连。
一般来说，电源线缆和信号线缆是通过外壳上的小孔连接到屏蔽外壳内电路的。
这些小孔尽可能地小，数量也要尽可能地少，这一点非常重要。
实际上，解决好接缝、接合点以及小孔的（电磁）泄露，就可以实现较好的屏蔽效果。
[1]图 6.1 举例显示了一种极易构建且非常有效的屏蔽外壳，该屏蔽外壳是采用钢漆罐制成的（这些材料可从绝大多数五金商店买到，而且价格也不高）。
漆罐有紧密的接缝，并且罐盖的设计可以使我们方便地接触到所测电路。
请注意，I/O 信号是采用屏蔽式同轴线缆进行连接的，该同轴线缆采用 BNC 插孔-插孔式连接器将其连接到所测试的电路；BNC 插孔-插孔式连接器壳体与漆罐进行电气连接。
外壳唯一的泄露路径是将电源连接到所测电路的三个香蕉插头 (banana connector)。
为了实现最佳的屏蔽效果，应确保漆罐密封紧固。
图 6.2 为测试用漆罐装配示意图图 6.1：使用钢漆罐进行测试)BNC jack to jackconnected to can图 6.2：测试用漆罐装配示意图检测噪声底限一个常见的噪声测量目标是测量低噪声系统或组件的输出噪声。
通常的情况是，电路输出噪声太小，以至于绝大多数的标准测试设备都无法对其进行测量。
电脑芯片分析中的电源噪声和供电稳定性分析
电脑芯片分析中的电源噪声和供电稳定性分析电脑的高性能计算需要稳定可靠的电源供给，同时也需要避免电源噪声对芯片性能的不利影响。
本文将从电源噪声和供电稳定性两个方面对电脑芯片进行分析。
一、电源噪声的影响电脑芯片的正常功能工作对电源提供的电压和电流有着较高的要求，而噪声信号则往往会对电路干扰。
电源噪声的主要来源包括电源本身的不稳定性、电磁辐射、开关电源的开关干扰等。
1. 电源本身的不稳定性电源输出的电压波动会引入噪声，而这种噪声会对芯片的工作稳定性造成严重影响。
电源本身的不稳定性主要受电压调整电路和输出滤波电容的影响，因此在电源设计中需要考虑合理的组件选型和稳压电路的设计，以提供尽可能稳定的电源输出。
2. 电磁辐射电脑的电源模块会以一定频率工作，频繁的电流变化会导致电磁辐射。
而这种电磁辐射会对芯片附近的电路干扰，甚至会造成数据传输错误或功能异常。
因此，电源模块应采取良好的屏蔽措施，降低电磁辐射的影响。
3. 开关电源的开关干扰开关电源通过高频开关进行电能转换，而开关过程中产生的高频开关干扰会通过电路传导或辐射的方式影响芯片的正常工作。
对于电脑芯片来说，选择低噪声开关电源可以有效降低这种干扰。
二、供电稳定性的分析供电稳定性是指电源在工作过程中保持稳定的电压和电流输出能力。
供电不稳定会导致电压骤降或电压波动，使得芯片工作在不恰当的电压范围内，从而影响芯片的性能和寿命。
1. 电源选择与设计在选择电源时，应考虑其输出功率、工作电压范围以及输出电流的稳定性等因素。
尤其是对于高性能的芯片来说，稳定的电源更为重要。
同时，在电源设计中，合理选择稳压电路和滤波电容，以提供稳定可靠的供电。
2. 输电线路的设计和优化输电线路的设计也对供电稳定性有着重要影响。
应选用低阻抗、低高频电阻的线材，减少线路电阻对电流的影响。
此外，还可以采用分布式电源设计，将电源引至芯片附近，减少输电线路带来的电压降和波动。
3. 控制电源相关接口的设计控制电源接口的设计也是供电稳定性分析中的重要环节。
电源纹波和噪声测试的注意事项和调试技巧
图 2. 10:1 与 1:1 探头的差异
可见， 选择一款高精度的示波器和探头系统组合是多么重要！
图 4. N7020A 探头和 N7021A 焊接前端示意图
03 | 是德科技 | 电源纹波和噪声的测试测量和分析
采用 N7021A 焊接电缆时 N7020A 探头带宽可达 2GHz 确保可 以支持测试到 2GHz 电源噪声， 是目前业界最高带宽的电源纹波 示波器里设置 Offset 值到电源直流值， 然后再调节示波器的垂 和噪声测试探头。 ±24V 垂直偏移设置可以在测试时可以直接在 测试直流分量上的纹波或噪声小信号通常不得不在示波器上设 置 AC 耦合方式， 但是 AC 耦合在滤除直流分量的同时也会将低 低测量值。 频噪声和漂移也滤除掉。 50K Ω 的 DC 阻抗则确保探头对电源分 配网络 (PDN)足够高阻， 以免探头在介入电路探测时分压从而降 N7020A 除了提供高达 2GHz 带宽的 N7021A 焊接连接方式外，
或噪声显然精度是无法保证的， 而采用 1:1 探头时垂直刻度则依
其 次 推 荐 一 款 专用 的电 源 纹 波 和 噪 声 测 试 探 头 — K e y s i g h t 身可设置 ±24V 垂直偏移， 且其本身阻抗为 50K Ω@DC。
N7020A 。 该探头具有最高 2GHz 带宽， 衰减比 1:1 左右， 探头本
以免接地线耦合其它干扰和噪声。 长地线的寄生电感还会降低 尖直接点测和短弹簧地针的组合效果最佳， 当然采用双列直插 有时需要在测试精度和连接方便性之间进行平衡。
测试带宽。 因此在 N7023A 的三种灵活测试组合中， 采用探头针 连接和贴片器件夹的组合具有更佳的连接和测试方便性， 因此 以上描述了推荐进行精确电源纹波和噪声测试的示波器和探头 组合以及测试中的一些小技巧， 这些是得到真实测量结果的基 础和保证。 在得到期望的波形后， 又该如何进行分析呢？ 通常情况下， 可以采用直方图统计和进行简单的 FFT 频谱分析：
怎样通过测试来判断电源模块可靠与否？
怎样通过测试来判断电源模块可靠与否？
电源作为电路系统的“心脏”，其重要性是显而易见的。
在选择电源模
块时，除了要考虑输入电压范围、额定功率、隔离耐压、效率、纹波&噪
声等性能特性外，还需针对其高低温性能和降额设计进行可靠性测试。
电源可以说是电路系统的“心脏”，为各级电路提供“血液”，其重要性是
显而易见的。
那么如何有效的选择一款高性能高可靠性的电源模块呢?我们首
先会关注电源模块的输入电压范围、额定功率、隔离耐压、效率、纹波&
噪声等输入输出特性，判断是否满足自己的使用要求，甚至参照数据手册一一
对照测试各项指标，判断是否和宣称的一致。
但对于电源模块的可靠性来说，
做完这些还是远远不够的，还有两个方面是需要深挖测试的，那就是高低温性
能和降额设计。
1、高低温性能
一般在不同的使用领域，对电源模块的工作温度范围要求各异：
高低温测试是用来确定产品在低温、高温两个极端气候环境条件下的适
应性和一致性，检查设计余量是否足够。
因为元器件的特性在低温、高温的条
件下会发生一定的变化，性能参数具有温度漂移特性。
所以往往很多电源模块
在常温测试通过，一旦拿到高低温环境测试就发现工作不正常或者性能参数明
显下降。
同时通过长时间高温老化可以使元器件的缺陷、焊接和装配等生产过
程中存在的隐患提前暴露出来。
电源模块常见的低温和高温不良的现象有：
(1)工作振荡，输出电压纹波和噪声变大，频率发生改变，严重的甚至输出电压跳变，模块啸叫。
(2)启动不良，如启动时输出电压升上波形有明显掉沟，输出电压不稳定，。
一种基于STM32的环境噪声测量设计与实现
求知导刊Journal of Seeking Knowledge Guide理论LiLun0802018年9月Sept.2018作者简介：周群力（1979—），男，陕西蓝田人，主任设计师，高级工程师，本科，研究方向：信息采集与控制技术； 刘 伟（1971—），男，甘肃白银人，主管设计师，工程师，本科，研究方向：工业控制和图像处理； 于 洋（1986—），男，吉林舒兰人，主管设计师，工程师，本科，研究方向：信息采集与控制技术。
一、功能简介本设计使用工业级噪声分贝传感器模块（符合GB/T 3785.1-2010）进行噪声数据的采集。
根据需求设计了测量和调试两种工作模式，测量模式用于一般测量，调试模式用于详细分析。
设计量程范围为35dB~120dB，可以满足一般噪声控制工程需求。
二、组成电路设计以STM32F107VCT（以下简称MCU）主控处理电路为核心，该MCU 是基于Cortex-M3内核的32位ARM，最高工作频率72MHz，片上资源和接口丰富适用于智能产品的控制。
本设计使用了I2C 接口，USART 接口和GPIO 进行输入输出管理。
主控电路由MCU 处理电路、按键电路、LCD 显示电路和RS232电路组成；传感器由BYZ-08模块和电容式驻极体话筒组成。
组成图如下：三、硬件设计主控和复位电路。
MCU 主控完成对按键、LCD 和UART 的控制。
看门狗电路和复位电路用于故障恢复。
电源电路提供+5V，+3.3V 和 +1.8V 等工作电压，整机采用电池或外接220V 交流电源供电。
（2）LCD 显示电路：采用串口LCD 屏与MCU 的UART0口连接。
数据通过RX/TX 传给LCD 液晶屏显示。
（3）按键电路：采用4×4矩阵键盘连接MCU 的GPIO 端口。
MCU 通过扫描获取按键值。
（4）RS232电路：采用MAX232芯片与MCU 的UART1端口连接，实现RS232通讯。
（5）传感器电路模块：使用工业噪声传感器BYZ-08模块串行口与MCU 互连。
通信设备电源和直流电源模块杂音电压的测量
通信设备电源和直流电源模块杂音电压的测量通信设备电源和直流电源模块是现代通信系统和工业控制系统中不可或缺的组成部分。
它们为设备提供必要的电能，使其能够正常运转。
然而，在使用这些电源模块时，我们常常会遇到一个问题，那就是杂音电压问题。
本文将介绍通信设备电源和直流电源模块杂音电压的测量方法和常见的解决方法。
一、什么是杂音电压杂音电压（Noise voltage）是指在电路中由于各种外部或内部因素引入的电压波动或电流噪声。
这些因素包括领域中的电磁干扰、温度变化、电容和电感的非线性效应、半导体器件的电压噪声和电流噪声等。
当这些噪声信号超过电路的信号阈值时，就会引起电路中的错误或故障。
二、杂音电压测量方法1. 模拟示波器使用模拟示波器可以直接观察到电压波形，并可以对波形进行处理和分析。
现代示波器具有高精度、高带宽和强大的数据处理功能，能够对信号进行全面的测量和分析。
2. 数字示波器数字示波器通过采样和数字信号处理技术获取信号电压和波形数据，并将其转换为数字信号进行处理和分析。
数字示波器具有高精度、高速度和强大的数据处理能力，可以处理和分析多通道信号和高速数字信号。
3. 信噪比测试仪信噪比测试仪是专门用于测量信号和噪声之间的比率的仪器。
它可以测量不同频率范围内的噪声电压，并计算出信噪比和杂音电压等指标。
三、杂音电压的解决方法1. 过滤器使用合适的滤波器可以在电路中滤除高频噪声和低频噪声。
常用的滤波器包括RC滤波器、LC滤波器和低通滤波器等。
2. 接地良好的接地可以减少电磁干扰和地线回流产生的杂音电压。
在安装电源模块时，应尽可能地将其接地，并确保地线的导通性。
3. 降噪电容器在电路中加入合适的降噪电容器可以减少电容器的非线性效应和电压噪声。
降噪电容器通常是高精度陶瓷电容器或铝电解电容器。
4. 信号补偿在电路中加入合适的信号补偿可以减少由于电路内部电感或电容引起的信号失真和噪声干扰。
总之，杂音电压是通信设备电源和直流电源模块中常见的问题，可以通过使用合适的测量方法和解决方法来减少或消除其对设备工作的影响。
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。
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电路设计中模块电源的噪声测试
随着模块电源设计的集成化与规范化，其功率密度呈现直线上升，而模块电源的体积则越来越小。
这就使得模块电源的各项干扰测试开始变得重要起来。
在本文中，小编将为大家介绍关于模块电源的噪声测试方法，并进行介绍。
模块电源的噪声测试主要分为三点。
测试条件
模块电源交流输入电压220V，输出满载（对于多路输出，各路均满载）。
可根据需要设定交流输入电压90V，220V，265V，满载输出条件下测试。
测试方法
测试时，示波器TIME/DIV档置10uS/div，带宽置20MHz，读取示波器显示的输出电压峰-峰值即为输出纹波电压（包含毛刺在内的峰-峰值为纹波+噪音）。
1）模块电源的输入电压调整为标称电压，调整输出电流为额定电流。
2）模块电源纹波通常用峰-峰值表示。
主要的测试方法。
模块电源纹波和杂音是叠加在直流输出电压上的交流成分，对纹波和噪音的测量在额定负载和常温下进行。
对于开关型的AC/DC模块电源而言，输出纹
波电压为一系统带有高频分量的小脉冲，因此通常测量峰-峰值，而不是有效值（RMS）。
其测量值用毫伏峰-峰值（mVp-p）表示。
例如当一个AC/DC模块电源的纹波峰-峰值为50mV时，其RMS值很低，仅为5mV，但是否能用于某一系统，必须要进一步考虑才行。
因为所测量的纹波中含有的高频分量，必须使用特殊的测量技术，才能获得正确的测量结果。
为了测出纹波尖峰中的所有高频谐波，一般要用20MHz带
宽的示波器。