在圖 1 所示的示例中,，一名初級工程師完全錯誤地使用了一臺示波器,。他的第一個錯誤是使用了一支帶長接地引線的示波器探針；他的第二個錯誤是將探針形成的環(huán)路和接地引線均置于電源變壓器和開關元件附近,；他的最后一個錯誤是允許示波器探針和輸出電容之間存在多余電感,。該問題在紋波波形中表現(xiàn)為高頻拾取。在電源中,，存在大量可以很輕松地與探針耦合的高速,、大信號電壓和電流波形，其中包括耦合自電源變壓器的磁場,，耦合自開關節(jié)點的電場,，以及由變壓器互繞電容產(chǎn)生的共模" title="共模">共模電流。
圖 1 錯誤的紋波測量得到的較差的測量結果
利用正確的測量方法" title="測量方法">測量方法可以大大地改善測得紋波結果,。首先,，通常使用帶寬限制來規(guī)定紋波，以防止拾取并非真正存在的高頻噪聲,。我們應該為用于測量的示波器設定正確的帶寬限制,。其次,，通過取掉探針“帽”，并構成一個拾波器（如圖 2 所示）,，我們可以消除由長接地引線形成的天線,。將一小段線纏繞在探針接地連接點周圍，并將該接地連接至電源,。這樣做可以縮短暴露于電源附近高電磁輻射的端頭長度,，從而進一步減少拾波。
最后,，在隔離電源中,，會產(chǎn)生大量流經(jīng)探針接地連接點的共模電流。這就在電源接地連接點和示波器接地連接點之間形成了壓降,，從而表現(xiàn)為紋波,。要防止這一問題的出現(xiàn)，我們就需要特別注意電源設計的共模濾波,。另外,，將示波器引線纏繞在鐵氧體磁心周圍也有助于最小化這種電流。這樣就形成了一個共模電感器,，其在不影響差分電壓測量的同時,，還減少了共模電流引起的測量誤差,。圖 2 顯示了該完全相同電路的紋波電壓,，其使用了改進的測量方法。這樣,，高頻峰值就被真正地消除了,。
圖 2 四個輕微的改動便極大地改善了測量結果
實際上，集成到系統(tǒng)中以后,，電源紋波" title="電源紋波">電源紋波性能甚至會更好,。在電源和系統(tǒng)其他組件之間幾乎總是會存在一些電感。這種電感可能存在于布線中,，抑或只有蝕刻存在于 PWB 上,。另外，在芯片周圍總是會存在額外的旁路電容,，它們就是電源的負載,。這二者共同構成一個低通濾波器，進一步降低了電源紋波和/或高頻噪聲,。在極端情況下,，電流短時流經(jīng) 15 nH 電感和 10 μF 旁路電容的一英寸導體時，該濾波器的截止頻率為 400 kHz,。這種情況下,，就意味著高頻噪聲將會得到極大降低,。許多情況下，該濾波器的截止頻率會在電源紋波頻率以下,，從而有可能大大降低紋波,。經(jīng)驗豐富的工程師應該能夠找到在其測試過程中如何運用這種方法的途徑?！?/p>
電源輸出紋波簡介
理想狀態(tài)時,，電源輸出的直流電壓應為一固定值， 但是很多時候它是通過交流電壓整流,、濾波后得來的,，或多或少會有剩余的交流成分，這種包含周期性與隨機性成分的雜波信號我們稱之為紋波,。較大的紋波會影響CPU與GPU正常工作,，這個數(shù)值越小越好。
● 判定紋波的標準
Intel在ATX12V 2.31規(guī)范中規(guī)定+12V輸出紋波不得超過120毫伏,，+3.3V與+5V紋波不得超過50毫伏,，這個量對于大多品牌電源是非常寬裕的，筆者測試過的絕大多數(shù)電源都不會超過這個數(shù)值,，但幾乎所有山寨電源在滿載時紋波都會超標,，內部用料設計可想而知。
其實,，我們完全可以把電源的紋波圖案和聲音的波譜聯(lián)系到一起,。當聲音震動頻率十分高時，往往會出現(xiàn)聲音波譜雜亂甚至高低偏離十分明顯的情況,。這和電源紋波中的表現(xiàn)情況是相對一樣的,。
Intel ATX12V 2.31對電源紋波的規(guī)定
● PBzone輸出紋波測試設定
電源每路輸出負載的紋波值與該路的電流值有很大關系，一般電源在輕載下紋波是絕不會超標的,，所以我們記錄三種狀態(tài)下的紋波：100%負載,、+12V聯(lián)合輸出滿載、+3.3V輸出滿載,，+5V輸出滿載,。在測試三路輸出滿載時，我們把其中一路按照銘牌標稱滿載,，另外兩路的電流均設定為2A,。
圖3 測試紋波使用的數(shù)字示波器
圖4 +12V紋波記錄截圖
紋波測試結果其實不難看懂，上面兩張圖分別是高頻與低頻的截圖,，兩種紋波值相加即為最終結果,。請大家單擊一張圖放大，會發(fā)現(xiàn)圖的最下面一行有兩個數(shù)值，縱向分度值20.0mV,，和橫向分度值10.0us,。我們只需要關注mV這個數(shù)值，20.0mV代表Y軸網(wǎng)格每一格等于20mV,，第一張圖的波峰與波谷相隔大致一個網(wǎng)格,，就意味著10.0us的高頻紋波峰-峰值大約是20mV*1=20mV。此外還要注意代表低頻的10.0ms,，即右圖,，右圖中除去毛刺后的高頻紋波峰-峰值大約是1個網(wǎng)格即20.0mV。高頻與低頻相加即為該路輸出的紋波值,，兩者相加為40mV,遠遠小于Intel規(guī)定的120mV,，所以測試結果可以說非常優(yōu)秀。