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方法妙解:探析模塊電源的噪聲測(cè)試

發(fā)布時(shí)間:2015-04-30 責(zé)任編輯:echolady

【導(dǎo)讀】本文主要講解模塊電源的噪聲測(cè)試方法,從三方面入手。模塊電源被應(yīng)用于微波通訊以及光傳輸、接入設(shè)備、挪動(dòng)通訊、交流設(shè)備、路由器等通訊范疇,在航空航天和汽車電子也多有應(yīng)用。

熱噪聲又稱為白噪聲或約翰遜噪聲,是由處在一定溫度下的各種物質(zhì)內(nèi)部微粒作無規(guī)律的隨機(jī)熱運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的,常用統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)的方法進(jìn)行研究。熱噪聲普遍存在于電子元件、器件、網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)中,因此噪聲測(cè)量主要指電子元件和器件、網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的熱噪聲和特性的測(cè)量。

模塊電源的特點(diǎn)是可為專用集成電路(ASIC)、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、微處理器、存儲(chǔ)器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)及其他數(shù)字或模擬負(fù)載提供供電。模塊電源的噪聲測(cè)試主要分為三點(diǎn),如下:

1、測(cè)試的條件:模塊電源交流輸入電壓220V,輸出滿載(對(duì)于多路輸出,各路均滿載)。

(我們可以根據(jù)需要設(shè)定交流輸入電壓90V,220V,265V,滿載輸出條件下測(cè)試)

2、測(cè)試方法:在測(cè)試時(shí),示波器TIME/DIV檔置10uS/div,帶寬置20MHz,讀取示波器顯示的輸出電壓峰-峰值即為輸出紋波電壓(包含毛刺在內(nèi)的峰-峰值為紋波+噪音)。

1)模塊電源的輸入電壓調(diào)整為標(biāo)稱電壓,調(diào)整輸出電流為額定電流。

2)模塊電源紋波通常用峰-峰值表示。

模塊電源紋波和雜音是疊加在直流輸出電壓上的交流成分,對(duì)紋波和噪音的測(cè)量在額定負(fù)載和常溫下進(jìn)行。對(duì)于開關(guān)型的AC/DC模塊電源而言,輸出紋波電壓為一系統(tǒng)帶有高頻分量的小脈沖,因此通常測(cè)量峰-峰值,而不是有效值(RMS)。其測(cè)量值用毫伏峰-峰值(mVp-p)表示。例如當(dāng)一個(gè)AC/DC模塊電源的紋波峰-峰值為50mV時(shí),其RMS值很低,僅為5mV,但是否能用于某一系統(tǒng),必須要進(jìn)一步考慮才行。

由于紋波中含有高頻分量,要獲得正確的測(cè)量結(jié)果,就必須使用特殊的測(cè)量技術(shù)。為了測(cè)出紋波尖峰中的所有高頻諧波,一般要用20MHz帶寬的示波器。

在我們進(jìn)行紋波測(cè)量時(shí),必須避免將錯(cuò)誤的信號(hào)引入到測(cè)試設(shè)備中來。測(cè)量時(shí)必須去掉探頭地線夾,因?yàn)樵谝粋€(gè)高頻輻射場(chǎng)中,地線夾會(huì)象一個(gè)天線一樣接受噪音,干擾測(cè)量結(jié)果。用帶有接地環(huán)的探頭的測(cè)量方法來消除干擾。

一種使用50Ω同軸電纜來測(cè)量模塊電源輸出紋波電壓的方法是用同軸電纜直接與示波器連結(jié)。為降低噪音,測(cè)量時(shí)應(yīng)使用一個(gè)鋁或銅的接地板。測(cè)量值為實(shí)際值的1/2。

另一種測(cè)量方法是采用雙紋線

把模塊電源放置在一個(gè)離接地板25mm之上的地方,接地板由鋁或銅板構(gòu)成。模塊電源的輸出公共端和AC輸入地端直接與接地板連結(jié),接地線應(yīng)該很粗,而且不長(zhǎng)于50mm。

我們可以用16AWG的銅線做成長(zhǎng)300mm的雙絞線,其一端接電源輸出,另一端并聯(lián)一只47μF的鉭電容,然后再接到示波器上。電容的引線應(yīng)盡可能短,注意極性不要接反。示波器探頭的“地線”應(yīng)盡可能接到地線環(huán),示波器帶寬不小于50MHz,示波器本身交流應(yīng)接地。

3、輸出雜音測(cè)試(選測(cè)內(nèi)容分為峰-峰值雜音,電話衡重雜音,寬頻雜音,離散雜音)

目前,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中主要的模塊電源供給商為VICOR、ASTEC、LAMBDA、ERICCSON以及POWER-ONE.由于各公司生產(chǎn)的模塊電源的類別、系列、規(guī)格品種難以數(shù)計(jì),故其功能特性和物理特性不盡相同,因此在安裝、使用與維護(hù)方面也各有不同,隨著半導(dǎo)體工藝、封裝技術(shù)和高頻軟開關(guān)的大量運(yùn)用,模塊電源功率密度越來越大,轉(zhuǎn)換效率越來越高,應(yīng)用也越來越簡(jiǎn)單。

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