怎样区别电源输出的纹波和噪声？
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。
开关电源输出纹波标准
开关电源输出纹波标准
一、纹波电压
纹波电压是指开关电源输出电压中的交流成分，其幅度和频率都是随着负载的变化而变化的。
根据不同的应用场景，纹波电压的标准也不同，一般要求纹波电压低于输出电压的5%以内。
二、纹波频率
纹波频率是指开关电源输出纹波电压的频率，一般为几百千赫兹到几兆赫兹。
在某些应用场景下，需要关注纹波频率是否与系统中的其他信号频率产生谐振，以避免对系统产生不良影响。
三、纹波系数
纹波系数是指开关电源输出纹波电压与输出直流电压的比值，一般要求低于5%。
该指标可以用来评估开关电源的输出质量。
四、噪声电压
噪声电压是指开关电源输出端子上的随机噪声，一般要求低于输出电压的1%以内。
该指标可以用来评估开关电源对外部干扰的抑制能力。
五、交叉调整率
交叉调整率是指开关电源在负载变化时，输出电压和电流的变化率。
该指标要求越小越好，以保证开关电源在负载变化时能够稳定工作。
六、启动特性
启动特性是指开关电源在启动过程中的性能表现。
要求开关电源在启动过程中，输出电压和电流能够快速达到稳定状态，同时避免产生过大的启动冲击电流或电压。
七、效率
效率是指开关电源输出的有功功率与输入的有功功率的比值。
高效率意味着更少的能量损失和更低的散热需求。
一般要求开关电源的效率在80%以上。
八、保护功能
保护功能是指开关电源本身具备的保护功能，如过流保护、过压保护、欠压保护等。
这些保护功能可以保证开关电源在异常情况下能够自动切断电源或报警，从而保护系统和设备的安全。
纹波和噪声的测试方法
纹波和噪声的测试方法一、引言纹波和噪声是在电子设备和电路中常见的问题，它们会对系统的性能和稳定性产生不良影响。
因此，为了确保电子设备和电路的正常工作，需要对纹波和噪声进行测试和分析。
本文将介绍纹波和噪声的测试方法。
二、纹波的测试方法纹波是指电源输出中的交流成分，通常是由于电源的不稳定或电路的设计问题引起的。
纹波的测试方法主要包括以下几个方面：1. 输出纹波的测量：使用示波器将电源的输出信号进行测量，然后通过傅里叶变换等方法将信号分解成不同频率的成分，从而得到纹波的幅度和频率。
2. 纹波的评估标准：根据电子设备和电路的要求，确定纹波的允许范围。
通常使用峰峰值、均方根值等指标来评估纹波的大小。
3. 纹波的抑制方法：在设计电源和电路时，可以采取一些措施来抑制纹波的产生。
常见的方法包括使用滤波电容、稳压器等。
三、噪声的测试方法噪声是指电子设备和电路中的随机信号成分，通常是由于电子元件的热噪声、电源的电磁干扰等引起的。
噪声的测试方法主要包括以下几个方面：1. 噪声功率谱的测量：使用频谱分析仪等设备对电子设备和电路的输出信号进行测量，得到噪声功率谱的频率和幅度信息。
2. 噪声的评估标准：根据电子设备和电路的要求，确定噪声的允许范围。
常见的评估指标包括等效输入噪声、噪声系数等。
3. 噪声的抑制方法：在设计电子设备和电路时，可以采取一些措施来抑制噪声的产生和传播。
常见的方法包括屏蔽、隔离、降噪电路等。
四、纹波和噪声的测试仪器为了进行纹波和噪声的测试，需要使用一些专门的测试仪器。
常见的测试仪器包括示波器、频谱分析仪、信号发生器等。
这些仪器能够准确地测量和分析纹波和噪声的特性。
五、测试过程和注意事项在进行纹波和噪声的测试时，需要注意以下几个方面：1. 测试环境的准备：测试仪器和被测试设备应处于稳定的环境中，避免外部干扰对测试结果的影响。
2. 测试信号的选择：根据被测试设备的要求，选择合适的测试信号进行测试。
通常使用正弦波、方波等信号进行测试。
纹波和噪声的测试方法
纹波和噪声的测试方法纹波和噪声是测试中常见的两种问题，它们会对系统性能产生负面影响。
因此，了解纹波和噪声的测试方法是非常重要的。
本文将介绍纹波和噪声的定义、产生原因以及常见的测试方法。
一、纹波的定义和产生原因纹波是指信号或电压在周期性变化中的波动。
在电子电路中，纹波通常是由于电源或信号源的不稳定性引起的。
纹波会导致系统性能下降，影响信号的准确性和稳定性。
纹波的产生原因主要有以下几点：1. 电源质量不佳：电源的输出不稳定，会导致电压的波动，进而引起纹波。
2. 电源滤波不足：电源滤波电容不足或滤波电路设计不当，无法有效降低纹波。
3. 电源线路干扰：电源线路附近的干扰源，例如开关电源、电机等，会对电源线产生干扰，引起纹波。
4. 地线干扰：地线干扰是指由于地线阻抗不均匀或地线回路中存在干扰源，导致信号线受到干扰而产生纹波。
二、纹波的测试方法为了保证系统的稳定性和可靠性，需要对纹波进行测试和评估。
下面介绍几种常见的纹波测试方法。
1. 示波器测量法：示波器是最常用的测试工具之一。
通过将示波器探头连接到待测信号上，可以观察到信号的波形。
通过观察波形的峰峰值或有效值，可以评估纹波的大小。
2. 频谱分析法：频谱分析是一种通过将信号转换为频域来分析信号的方法。
通过频谱分析仪，可以将信号转换为频谱图，从而观察到信号中各个频率成分的强度。
通过观察频谱图中的纹波分量，可以评估纹波的大小。
3. 电压测量法：通过将待测信号连接到电压表上，直接测量信号的电压大小。
通过对比测量结果和标准值，可以评估纹波的大小。
三、噪声的定义和产生原因噪声是指在信号中存在的随机干扰。
在电子系统中，噪声是不可避免的，它会降低信号的质量和可靠性。
噪声分为各种类型，包括热噪声、量子噪声、互调失真噪声等。
噪声的产生原因主要有以下几点：1. 环境干扰：电子系统通常工作在复杂的环境中，周围的电磁场干扰、温度变化等都会对系统产生噪声的影响。
2. 元器件噪声：电子元器件本身存在噪声，例如晶体管、电阻、电容等都会对信号产生噪声。
输出纹波噪音的几种判定与斛方法
输出纹波噪音的几种判定一般根据电源的输出纹波及噪音，可以判定一部分电源存在的故障。
当然电源会有很多的情况会影响到开关电源的输出纹波及噪音。
如变压器的绕制工艺、磁材等，而下面我所列的也并非按照相应的解决方法就可以消除的。
“人非圣贤，孰能无过”，这里我也只是给大家提供一个思路而已！开关管在导通及关断时的尖峰，正常波形(当然要满足电源规格要求为准)如下1、辅助电源或基准电压稳定性不够所致解决方法：在相关部位并大容量的电容。
2、变压器产生的漏磁场对采样形成干扰而引起自激，导致出现正弦振荡解决方法：在变压器外层加一铜皮，适当加以屏蔽，且屏蔽层要接地。
改进变压器绕制工艺,以减小对采样的干扰。
3、输出如果存在低通滤波器的，可能是其电感量偏大而引起自激振荡。
解决方法：对于输出低通滤波器的情况则减小电感量，同时加大输出电容量。
重置光耦上的电压取样点。
4、电源补偿网络解决方法：改进补偿网络，增加相应的带宽。
幅值变化随机、无规则。
1、采样电阻上所加电压过高解决方法：采样电阻的阻值加大，比例不变，且放置位在靠近输出的同时亦靠近电容，改进采样。
2、印制板绝缘不良解决方法：更改板材或重新改板。
3、电源补偿网络解决方法：改进补偿网络，增加相应的带宽。
幅值过高1、输出滤波电容容量太小，或ESR过高解决方法：增大滤波电容容量。
选用低等效电阻、高频特性好的电容。
采用多个电容并联。
2、输入滤波电容过小解决方法：增大滤波电容容量。
3、输出储能电感电感量太小(不针对反激式)解决方法：增大滤波电容容量。
4、电源补偿网络解决方法：改进补偿网络，增加相应的带宽。
可能电源板布线不合理，引起交叉干扰。
解决方法：调整布线或在相应的干扰源处加电容以消除干扰。
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。
电源纹波和电源噪声有什么区别？
电源纹波和电源噪声有什么区别？电源纹波和噪声到底有什么区别？怎么测量？我想用这篇文章来梳理一下。
2.纹波纹波（ripple），最常见的定义是指，在直流电源上，不希望出现的交流电压变动量，一般是因为直流电压是利用交流电压转换后产生，其中输出电压中的交流成分无法完全消除所造成。
（来源于维基百科）即电源纹波是指在直流信号上的交流干扰信号，这个干扰信号波动的频率和开关频率相同。
典型的DC-DC电源输出电压波形如下：上面的图片来源于MP16xx芯片输出电压波形，从手册中可以看出，波浪式的周期和开关频率一致。
波浪的幅值即为纹波的峰峰值，所以，在测试DC-DC电源纹波时，比较关注的是输出纹波Vpp。
3.噪声针对噪声的定义比较丰富，但是对电源噪声的定义我查了一些资料，目前其实对电源纹波和电源噪声的定义没有一个共同的协会制定。
在《开关电源噪声的形成及抑制方法》这篇论文中，发现了一个用于电子系统噪声定义：噪声是指在电子电路设计中没有安排的信号,这些信号通常由环境中自然因素或人为因素产生的电磁能量造成。
影响电子电路正常工作的噪声称为“干扰”,而能产生一定能量的任何物质都可以称为“噪声源”。
即电源噪声可以理解为电源模块工作在产品系统中，由系统内部和外部“干扰”引起的非连续的，无规律的电压或者电流尖峰。
接着刚刚MP16xx电源芯片的规格书，可以看到在输出电压波形上，箭头1和箭头2处的尖峰。
从波形图上可以看出：1所示的尖峰，是SW由开通向关断转变的时刻；2所示的尖峰，是SW由关断向开通转变的时刻；再对比左右两幅图可以看出，左边的1和2波动尖峰比较大，右边的1和2波动的尖峰幅值较小。
而造成这种区别的原因是负载电流不一样。
4.纹波和噪声上面的内容是把电压纹波和电压噪声进行了分开定义和说明，但是在实际测试的波形中，如果使用500mV/div的分辨率来看输出电压，看到的是稳定的直流电压，如果用5mV/div分分辨率来看输出电源，看到的是既有开关频率的纹波，也有非连续，无规律的噪声。
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。
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怎样区别电源输出的纹波和噪声？
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。
噪声
噪声：对于电子线路中所标称的噪声，可以概括地认为，它是对目的信号以外的所有信号的一个总称。
最初人们把造成收音机这类音响设备所发出噪声的那些电子信号，称为噪声。
但是，一些非目的的电子信号对电子线路造成的后果并非都和声音有关，因而，后来人们逐步扩大了噪声概念。
例如，把造成视屏幕有白斑条纹的那些电子信号也称为噪声。
可能以说，电路中除目的的信号以外的一切信号，不管它对电路是否造成影响，都可称为噪声。
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。