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teargas 发表于 2009-10-19 17:49

请教:关于ripple

今天别人问了我一个很有意思的问题。

测ripple 示波器都要设置一个带宽,一般来说20M。那么为什么要设置这个带宽呢???请各位高手解决一下,ripple大师应该对ripple很了解啊!

我把自己目前的想法说一下,就是说一般的PWM频率大概在300k到900k(1M之下),20M是个经验值,刚好可以采样到ripple,而且不至于引入高频noise。

Triton 发表于 2009-10-19 21:44

期待ripple大师

ripple 发表于 2009-10-19 22:44

一起讨论吧!我也很晕,自己测试ripple的时候也是用20M的带宽来测,但没有像teargas那样提出这个问题!
这个在交流耦合模式下的20M带宽是有标准定义的,参考《YD/T 1376-2005》。
好像仍然没有根本性的回答这个问题!:L

teargas 发表于 2009-10-20 09:48

我去面试被一高手问及到这个问题啊!!!我痛苦啊!!!大家帮忙找找答案,我只是根据个人分析!

ripple 发表于 2009-10-20 10:30

现在示波器的最小带宽就是20M;呵呵,你的理解是对的,不过20M是受限于示波器!

teargas 发表于 2009-10-20 11:31

不是吧,应该是20M,100M,还有全带宽的,但是测电源ripple就用20M而已!!

honejing 发表于 2009-10-20 12:33

LZ 的想法我覺得是對的,因為Ripple一般是較低的頻率,把帶寬限制在 20MHz,可以避免高頻信號進來影響量測的準確性。

ripple 发表于 2009-10-20 13:04

现在示波器的最小带宽就是20M;

[quote]不是吧,应该是20M,100M,还有全带宽的,但是测电源ripple就用20M而已!!
[size=2][color=#999999]teargas 发表于 2009-10-20 11:31[/color] [url=http://www.pcbsi.com/redirect.php?goto=findpost&pid=3762&ptid=630][img]http://www.pcbsi.com/images/common/back.gif[/img][/url][/size][/quote]

你是说测试ripple是还有100M,全带宽的?哪应该就有包含电源平面的噪声了。

teargas 发表于 2009-10-20 13:31

恩,有那么选线的,最下是20M啊,如果就算有10M,比如说我用很老的示波器,不能测ripple的撒,估计应该一开始我想的原因。经验数值啊!依据找不到!

ripple 发表于 2009-10-20 15:40

嘿嘿,也算经验数值吧。:lol
如果你想弄清楚,建议你先找找那份国标,然后找到对应的IEC或者是ITU/K系列的标准,估计上面会有介绍。

teargas 发表于 2009-10-20 15:53

国标我看了,是0到20M频段,ripple要小于一个值。华为有个通信电源测试手册也只是说明20M,其他没有。

yawyw 发表于 2010-3-17 14:02

我来说两句
对于一般的电源来说,20M示波器已经足够测试了
但是对于高速信号板子来说(比如主板),很有可能别的Noise 耦合到了电源端
所以我们一般在进行PI(电源完整性)测试的时候,都要求用全带宽进行测试
如果全带宽测试有Noise,就改为20M,但仅仅是为了分析问题

jshzzr1983 发表于 2010-7-23 10:50

应该是滤掉高频信号对量测的干扰,测CRT的noise和ripple会有这个设置

stupid 发表于 2010-7-26 09:50

纹波的定义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,英文称为 PARD (Periodic And Random Deviation)。它的定义是杂波的峰峰值。周期性成分一般是工频或开关频率耦合,查看频谱,可看到明显的50Hz或开关频率 谐波。而随机性成份则类似噪声,但是噪声一般幅度较低而带宽较宽。用20MHz带宽测试显然可以很好的测试纹波,因为一般开关电源的频率在1MHz以内,谐波可以测到18次。此外带宽限制可以防止示波器拾取并非真正存在的高频噪声,注意,此处的接地环路要最小,不能采用探头的标准接地线。

一般测试纹波是在负载恒定(空载或负载无变化)时测试。假如负载在改变,则测试类似于动态测试,是测试电源的负载调整率。至于SSN,类似于负载的急剧变化,这个频率可能很高,则不能再限制带宽。

开关电源:噪声不同于纹波。纹波是出现在输出端子间的一种与输入频率和开关频率同步的成分,用峰-峰(peak to peak)值表示,一般在输出电压的0.5%以下;噪声是出现在输出端子间的纹波以外的一种高频成分,也用峰-峰(peak to peak)值表示,一般在输出电压的1%左右。纹波噪声是二者的合成,用峰-峰(peak to peak)值表示,一般在输出电压的2%以下。

这里有一篇TI的短文,值得参考。

 精确地测量电源纹波本身就是一门艺术。在图 1 所示的示例中,一名初级工程师完全错误地使用了一台示波器。他的第一个错误是使用了一支带长接地引线的示波器探针;他的第二个错误是将探针形成的环路和接地引线均置于电源变压器和开关元件附近;他的最后一个错误是允许示波器探针和输出电容之间存在多余电感。该问题在纹波波形中表现为高频拾取。在电源中,存在大量可以很轻松地与探针耦合的高速、大信号电压和电流波形,其中包括耦合自电源变压器的磁场,耦合自开关节点的电场,以及由变压器互绕电容产生的共模电流。

[attach]1385[/attach]
图 1 错误的纹波测量得到的较差的测量结果

  利用正确的测量方法可以大大地改善测得纹波结果。首先,通常使用带宽限制来规定纹波,以防止拾取并非真正存在的高频噪声。我们应该为用于测量的示波器设定正确的带宽限制。其次,通过取掉探针“帽”,并构成一个拾波器(如图 2 所示),我们可以消除由长接地引线形成的天线。将一小段线缠绕在探针接地连接点周围,并将该接地连接至电源。这样做可以缩短暴露于电源附近高电磁辐射的端头长度,从而进一步减少拾波。

  最后,在隔离电源中,会产生大量流经探针接地连接点的共模电流。这就在电源接地连接点和示波器接地连接点之间形成了压降,从而表现为纹波。要防止这一问题的出现,我们就需要特别注意电源设计的共模滤波。另外,将示波器引线缠绕在铁氧体磁心周围也有助于最小化这种电流。这样就形成了一个共模电感器,其在不影响差分电压测量的同时,还减少了共模电流引起的测量误差。图 2 显示了该完全相同电路的纹波电压,其使用了改进的测量方法。这样,高频峰值就被真正地消除了。

[attach]1386[/attach]

图 2 四个轻微的改动便极大地改善了测量结果

  实际上,集成到系统中以后,电源纹波性能甚至会更好。在电源和系统其他组件之间几乎总是会存在一些电感。这种电感可能存在于布线中,抑或只有蚀刻存在于 PWB 上。另外,在芯片周围总是会存在额外的旁路电容,它们就是电源的负载。这二者共同构成一个低通滤波器,进一步降低了电源纹波和/或高频噪声。在极端情况下,电流短时流经 15 nH 电感和 10 μF 旁路电容的一英寸导体时,该滤波器的截止频率为 400 kHz。这种情况下,就意味着高频噪声将会得到极大降低。许多情况下,该滤波器的截止频率会在电源纹波频率以下,从而有可能大大降低纹波。经验丰富的工程师应该能够找到在其测试过程中如何运用这种方法的途径。

fbi123 发表于 2011-5-11 17:01

下面有一些說明
[url]http://www.prodigit.com/index.php?lang=&op=faq&id2=4&id=17[/url]

雖然POWER IC一般是1MHz以下
萬一有其它高頻noise干擾到power
只量20MHz以下的
不就無法發現問題嗎?
例如Intel就規定了量測的Bandwidth
所以我推想某些IC應該對高頻POWER NOISE不在乎

lowkey 发表于 2011-5-16 14:14

測試頻寬在 20MHz 以下, 原因是目前的 Switching power supply 的操作頻率多僅數百 KHz (也有上 MHz 的), 它的十倍倍頻也不到 10MHz, 超過這個頻率的  Ripple & noise 能量已經少很多, 取 20MHz 的測量頻寬足以; 當然若要測到 40MHz 也是可以, 只不過意義不大就是了.

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