如何正确测量开关电源输出纹波？

其实严格来说，我们在示波器上测到的并非单纯的纹波，它主要包含三个部分：低频纹波+高频纹波+高频噪声。

低频纹波主要与工频50/60Hz相关。在AC-DC电源中，如果输入端的整流滤波电容容量不足，会导致一部分低频交流成分泄漏到输出端，其频率通常是工频的两倍。

高频纹波通常是我们最关心的部分。它是由开关电源自身的工作频率决定的，波形与开关动作直接相关，所以它的波形是固定频率的周期性波动。

高频噪声主要由开关管在极短时间内开通和关断时，产生的高频，也就是MHz级别甚至更高的尖峰噪声，以及其他随机噪声叠加而成。

我们测量的目标就是精确地捕获这三者叠加后的峰峰值Vpp。

常见的错误是使用示波器探头自带的长接地夹。这个长长的接地线会与探头形成一个巨大的环路。这个环路就像一个天线，会从空间中拾取大量的电磁噪声，这些噪声叠加在真实的纹波上，会让你的测量结果看起来比实际情况变差数倍甚至数十倍。

关于探头连接方式有三种，顶针接地法+“猪尾巴”接地法+同轴电缆直接测量法。

最常用的方法是顶针接地法，取下探头的长地线夹和探头帽，露出探头尖端的金属套筒。将探头尖端直接点在电源输出的正极，同时让金属套筒紧靠在最近的负极即可。

1.探头挡位

将探头上的拨动开关拨至X1挡位。X1档位衰减比小，可以避免纹波信号被缩小后淹没在底噪中。切记，探头设为X1后，示波器的通道菜单里也必须同步设置为X1衰减，否则电压测量会错误的。

2.耦合方式

将通道的耦合方式设置为交流耦合。这是纹波测量最核心的设置。输出纹波是一个叠加在较大直流电平，比如5V上的微小交流信号，通常只有几十毫伏。如果使用直流耦合为了在屏幕上看到完整的波形，那就得设置一个很大的幅值量程，这样纹波细节就会被淹没，那就完全无法观测和测量纹波了。当我们切换到AC耦合后，示波器内部会用一个电容隔断直流分量，只让交流的纹波信号通过。这样，我们就可以将垂直量程调得非常灵敏，例如10mV/div，从而可以清晰地放大纹波细节。

3.带宽限制

启用示波器的带宽限制功能，并将其设置为20MHz。绝大多数DCDC的数据手册中，纹波噪声的指标都是在20MHz带宽下测得的。当然开关管产生的高频噪声最大可以到数百MHz，限制在20MHz带宽下测量，可以滤除这些超范围的高频噪声，得到一个符合行业规范、具有可比性的结果。

4.输入阻抗

注意对于常规的探头测量，应使用示波器默认的1MΩ输入阻抗。只有在使用同轴电缆直接连接测量时，才需要将输入阻抗设置为50Ω以实现阻抗匹配。