電源軌探頭測試直流電源上紋波和噪聲電壓的方法

一、電源紋波探頭

      電源紋波探頭也叫電源軌探頭（Power rail probe ），60V偏置電壓，1GHz高頻帶寬，用來測量直流電源上的紋波和噪聲電壓。

二、紋波&噪聲的基本概念

（1）紋波Ripple： 電源濾波電容充放電時電容上的電壓變化

（2）噪聲Noise： 高速功率開關器件或者數字電路工作時產生的高頻噪聲電壓

三、示波器偏置問題

（1）為了在示波器上測量直流電源.上的紋波和噪聲電壓分量，必須把DC電壓分量消除。

（2）但前者的電壓可能低于1mV，后者的電壓大小一般在1V--48V，兩者相差1000倍以上。

（3）示波器通常沒有足夠的偏置，把DC軌上的噪聲和紋波位移到屏幕中心，來進行所需的測量

四、電源紋波探頭測試直流電源上紋波和噪聲電壓的方法有4種：

     分別是：1：1 無源電壓探頭；10：1 無源電壓探頭；無源傳輸線探頭；紋波電壓探頭。

1、紋波電壓測試方法一：使用1：1無源探頭測試

優點：信號輸入無衰減，高輸入阻抗

缺點：帶寬不高，一般≤6MHz，遠遠小于測量紋波和噪聲的較低要求20MHz帶寬

缺點：示波器AC耦合的低頻截至點是10Hz，會導致10Hz及以下頻率的信號不可觀測

2、紋波電壓測試方法二：10 : 1無源探頭測試

優點：高帶寬1GHz，高輸入阻抗

缺點：10X的衰減比導致示波器底噪在10mVpp以上，所以不能測量精密電源

缺點：示波器AC耦合的低頻截至點是10Hz，會導致10Hz及以下頻率的信號不可觀測

                                          10X 1X噪聲對比圖

                   10：1衰減的無源探頭測試紋波會增大示波器噪聲

3、紋波電壓測試方法三：無源傳輸線探頭

優點：高帶寬1GHz，DC輸入阻抗高，信號無衰減

缺點：探頭的耦合電容有低頻截止點，導致1kHz頻率以下的信號無法觀察

4、紋波電壓測試方法四：電源紋波探頭

優點：高帶寬1GHz, DC輸入電阻高50kΩ,極低的本底噪聲，信號幾乎無衰減

缺點：無

五、電源紋波探頭實測

（1）測試產品：9V松下碳性干電池

（2）示波器設置： DC耦合，1.25X衰減，50Ω輸入阻抗

六、電源紋波探頭噪聲