纹波测量及减弱

纹波简单来说就是输出直流之中夹杂的交流成分，我们在电源设计中是没有办法完全让纹波消失不见的，能做得就是尽量降低纹波电压，我们每一款电源对于使用场景的不同，所能接受的纹波范围也有所不同，例如电源使用于精密测量仪器时，需要的电压要非常的精确，这就意味着纹波电压必须非常的小，这样才不会让仪器出现误动作，一般来说都要做到万分之三以内，有的甚至于做到十万分的范围内；而对于那些只用于提供电压的电源来说，可接受的纹波范围就比较大，比如手机有些山寨充电器之类的，有时可放宽到输出电压的 5%-10%左右。

我们要对纹波进行限制，首先我们要学会的就是如何测量。

纹波测量基本要求就是一台示波器，首先将示波器调至 AC 耦合模式，我们前面说了，纹波就是输出直流里面的交流成分，所以调至 AC 耦合的目的就是去掉输出端里的直流成分，得到准确的交流波形，如下图所示：

接下来就是打开 20MHz 宽带限制，这样做得目的是为了防止高频噪声干扰，防止测试出错误的结果。

然后拔掉探头的接地夹，直接使用接地环测量，这个是为了减小干扰，得到更加精确的测量结果，对于高精度要求的电源来说，有时相差 10mV 都会导致产品出现误动作，所以采用环地进行测试，但是对于一般范围要求不太严格的产品来说区别就不大。

 完成以上动作，我们就可以对产品的输出纹波进行测试，为了得到更加精确的测量结果，我们可以在输出端接上一个 0.1-1uF 的瓷片电容并上一个电解电容，这样做的目的就是滤除高频干扰。  

 对于测试出来的纹波，如果超过可接受范围，那么我们就要采用一些手段进行抑制和减弱。

我们最早使用的手段是加大输出电感和输出电容，这个可以对输出端纹波进行减弱，因为根据电感内的电流波动大小和电感的电感量成反比，而增大输出电容容量会延缓充电时间，也就相当于减弱纹波；这种方法对纹波的减弱虽然有效，但是作用也是有限的，因为增大电感量就势必要增大电感的体积，而我们电源一直朝着轻量化的方向发展，所以受体积限制，电感不会做很大，而输出电容随着容量的增大，大到一定的程度后滤波效果就几乎不会有变化，所以，这个方法的实用性不是很强。

后来人们就想到使用两级滤波器来对输出端进行滤波，如下图所示：

效果和作用比第一种好很多，但是存在着隐患，那就是要考虑电压的采样点选择，按照上图所示，如果采样点选择 Pa，那么会导致输出电压有所降低，如果采样点选择在 Pb，由于线路中包含第一级滤波线路，就有可能导致电源进入振荡现象，出现不稳定的情况。

目前在电源领域里最有效的方式就是输出端接 LDO 滤波，这个是目前来说削弱纹波噪声最有效的方式了，唯一的缺点就是成本和功耗比较高，下图为没有 LDO 线路（黄色）和接上 LDO 线路（绿色）所测量出来的纹波对比：

图中那些毛刺是由于没有滤除高频干扰，可以不考虑，所以我们可以很明显看出，接了 LDO 滤波后，效果非常的明显，一般来说，接了 LDO 线路后，纹波都会处于 10mv 以下。