前言
文件版本:V1.0
编制目的:明确电源输出纹波测试中交流耦合(AC档)、20MHz带宽限制的定义、原理与执行要求,统一测试条件,保证测试数据可对比、可复现
适用范围:DC-DC、开关电源模块、板载电源输出纹波常规测试(对标Intel ATX等行业通用规范)
1 术语定义
1.1 纹波(Ripple):直流输出上叠加的、由开关周期产生的周期性交流电压波动,为电源固有低频周期性分量。
1.2 噪声(Noise):包含开关边沿高频尖峰、PCB反射、空间EMI辐射引入的非周期性高频干扰。
1.3 AC耦合(交流耦合):示波器通道内置隔直电容,阻断直流分量,仅允许交流信号通过,属于高通模式。
1.4 带宽限制(Bandwidth Limit):示波器通道低通滤波功能,滤除设定截止频率以上的高频信号。
1.5 PARD:纹波+全部高频噪声(全带宽条件下测量),区别于常规指标定义的纹波。
2 测试设备与配件清单
| 名称 | 用途 | 关键要求 |
|---|---|---|
| 数字示波器 | 主设备,采集纹波波形、读取Vpp峰峰值 | 通道支持AC耦合,可开启20MHz带宽限制;带宽≥100MHz |
| 无源电压探头 | 信号拾取 | 优先使用1×档位;配套弹簧地针,验收测试禁止使用长鳄鱼夹地线 |
| 直流电子负载 | 为被测电源提供负载 | 可设置空载、半载、满载等工况,纹波测试需在规定负载条件下进行 |
| 直流稳压源(可选) | 给被测电源板/DCDC提供输入电压 | 模拟低压、额定、高压输入工况 |
| 辅助配件 | 测试配套 | 探头校准螺丝刀、绝缘探头帽 |
3 强制测试配置要求
常规输出纹波指标验收测试,示波器通道应满足:
耦合模式:AC交流耦合
带宽限制:开启,截止频率20MHz
探头:无源电压探头,优先使用1×档位;采用弹簧短地针,禁止使用长鳄鱼夹地线
测试点:电源输出端滤波电容两端
说明:本配置对应行业芯片规格书、电源模块规格书中默认的纹波指标测试条件。
4 交流耦合(AC档)设置说明
4.1 作用
隔离输出直流主电压,只采集叠加在直流电平之上的mV级交流纹波分量。
4.2 原理
AC耦合通道串联隔直电容,阻断直流分量,仅让交流波动信号进入示波器采样电路;可将示波器垂直档位设置为5mV/div、10mV/div等高灵敏度档位,放大观察微小纹波波形。
4.3 不采用DC耦合的风险
被测电源直流电压通常为3.3V/5V/12V等级,纹波仅数十mV。若使用DC耦合,示波器垂直量程必须放大以容纳直流电平,微小纹波会被压缩,波形细节无法分辨,极易造成测试误判。
4.4 注意事项
AC耦合为高通特性,会衰减极低频慢漂移信号;若需同时观测直流电压跌落、负载瞬态压降,应切换至DC耦合。
5 20MHz带宽限制设置说明
5.1 作用
滤除20MHz以上的高频尖峰与空间辐射噪声,仅保留开关电源主开关频率及其主要谐波分量,得到规范定义的纹波数值。
5.2 原理
常规开关电源开关频率多为数百kHz~2MHz,其主要谐波能量集中在20MHz以内;高于20MHz的信号多为开关边沿振铃、线路反射、空间电磁干扰,不属于标准定义的纹波,属于额外高频噪声。
5.3 不开启20M带宽限制的风险
示波器全带宽模式会采集全部高频噪声,测得峰峰值会显著虚高,该数值为PARD(纹波+噪声),不能直接与规格书20MHz条件下的纹波限值对比,不同测试人员、不同测试环境下数据不具备可比性。
5.4 适用边界
若测试目标为电源总噪声、EMI相关噪声评估,可关闭带宽限制,采用全带宽测试并在报告中注明测试条件。
6 进阶测试方案说明
高精度低噪声电源轨测试,可选用差分电源轨探头,仪器底噪更低,适合mV/μV级超低纹波测试;量产常规验收一般无需使用。
7 测试报告标注要求
测试记录、报告中必须写明通道配置:
示波器:AC耦合,带宽限制20MHz,无源探头1×,弹簧短地测试
未标注该条件的纹波测试数据,不作为指标判定依据。
8 版本修订记录
V1.0|2026-09-27|首次发布,明确AC耦合、20M带宽的规范要求、测试设备、原理