电源轨探头测试直流电源上纹波和噪声电压的方法

一、电源纹波探头

      电源纹波探头也叫电源轨探头（Power rail probe ），60V偏置电压，1GHz高频带宽，用来测量直流电源上的纹波和噪声电压。

二、纹波&噪声的基本概念

（1）纹波Ripple： 电源滤波电容充放电时电容上的电压变化

（2）噪声Noise： 高速功率开关器件或者数字电路工作时产生的高频噪声电压

三、示波器偏置问题

（1）为了在示波器上测量直流电源.上的纹波和噪声电压分量，必须把DC电压分量消除。

（2）但前者的电压可能低于1mV，后者的电压大小一般在1V--48V，两者相差1000倍以上。

（3）示波器通常没有足够的偏置，把DC轨上的噪声和纹波位移到屏幕中心，来进行所需的测量

四、电源纹波探头测试直流电源上纹波和噪声电压的方法有4种：

     分别是：1：1 无源电压探头；10：1 无源电压探头；无源传输线探头；纹波电压探头。

1、纹波电压测试方法一：使用1：1无源探头测试

优点：信号输入无衰减，高输入阻抗

缺点：带宽不高，一般≤6MHz，远远小于测量纹波和噪声的较低要求20MHz带宽

缺点：示波器AC耦合的低频截至点是10Hz，会导致10Hz及以下频率的信号不可观测

2、纹波电压测试方法二：10 : 1无源探头测试

优点：高带宽1GHz，高输入阻抗

缺点：10X的衰减比导致示波器底噪在10mVpp以上，所以不能测量精密电源

缺点：示波器AC耦合的低频截至点是10Hz，会导致10Hz及以下频率的信号不可观测

                                          10X 1X噪声对比图

                   10：1衰减的无源探头测试纹波会增大示波器噪声

3、纹波电压测试方法三：无源传输线探头

优点：高带宽1GHz，DC输入阻抗高，信号无衰减

缺点：探头的耦合电容有低频截止点，导致1kHz频率以下的信号无法观察

4、纹波电压测试方法四：电源纹波探头

优点：高带宽1GHz, DC输入电阻高50kΩ,极低的本底噪声，信号几乎无衰减

缺点：无

五、电源纹波探头实测

（1）测试产品：9V松下碳性干电池

（2）示波器设置： DC耦合，1.25X衰减，50Ω输入阻抗

六、电源纹波探头噪声