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方法妙解:探析模块电源的噪声测试

发布时间:2015-04-30 责任编辑:echolady

【导读】本文主要讲解模块电源的噪声测试方法,从三方面入手。模块电源被应用于微波通讯以及光传输、接入设备、挪动通讯、交流设备、路由器等通讯范畴,在航空航天和汽车电子也多有应用。

热噪声又称为白噪声或约翰逊噪声,是由处在一定温度下的各种物质内部微粒作无规律的随机热运动而产生的,常用统计数学的方法进行研究。热噪声普遍存在于电子元件、器件、网络和系统中,因此噪声测量主要指电子元件和器件、网络和系统的热噪声和特性的测量。

模块电源的特点是可为专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、微处理器、存储器、现场可编程门阵列(FPGA)及其他数字或模拟负载提供供电。模块电源的噪声测试主要分为三点,如下:

1、测试的条件: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)。

(我们可以根据需要设定交流输入电压90V,220V,265V,满载输出条件下测试)

2、测试方法:在测试时,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。

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。

由于纹波中含有高频分量,要获得正确的测量结果,就必须使用特殊的测量技术。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。

在我们进行纹波测量时,必须避免将错误的信号引入到测试设备中来。测量时必须去掉探头地线夹,因为在一个高频辐射场中,地线夹会象一个天线一样接受噪音,干扰测量结果。用带有接地环的探头的测量方法来消除干扰。

一种使用50Ω同轴电缆来测量模块电源输出纹波电压的方法是用同轴电缆直接与示波器连结。为降低噪音,测量时应使用一个铝或铜的接地板。测量值为实际值的1/2。

另一种测量方法是采用双纹线

把模块电源放置在一个离接地板25mm之上的地方,接地板由铝或铜板构成。模块电源的输出公共端和AC输入地端直接与接地板连结,接地线应该很粗,而且不长于50mm。

我们可以用16AWG的铜线做成长300mm的双绞线,其一端接电源输出,另一端并联一只47μF的钽电容,然后再接到示波器上。电容的引线应尽可能短,注意极性不要接反。示波器探头的“地线”应尽可能接到地线环,示波器带宽不小于50MHz,示波器本身交流应接地。

3、输出杂音测试(选测内容分为峰-峰值杂音,电话衡重杂音,宽频杂音,离散杂音)

目前,国内市场中主要的模块电源供给商为VICOR、ASTEC、LAMBDA、ERICCSON以及POWER-ONE.由于各公司生产的模块电源的类别、系列、规格品种难以数计,故其功能特性和物理特性不尽相同,因此在安装、使用与维护方面也各有不同,随着半导体工艺、封装技术和高频软开关的大量运用,模块电源功率密度越来越大,转换效率越来越高,应用也越来越简单。

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