求问,噪声从何而来?
关键词
示波器

想测量一下开关电源的波形,发现一些奇怪的噪声,不知道是什么原因造成的。


测量环境


IMG_20200525_003542.jpg

首先探头地线接负极,钩子正极,波形VPP79.2mV,频率66kHz左右

新建文件0.bmp

然后将电源的地线和负极连接,像第一张图那样,测到的波形

新建文件1.bmp

用短针测正负极也是类似的情况

突然想到用短针两端直接连到负极,按道理应该是没有信号的

IMG_20200525_004511.jpg

但是测到的波形

新建文件2.bmp

短针连到正极也是一样的,试着给电源接了地

IMG_20200525_004436.jpg

噪声就完全消失了

发建文件3.bmp

(所有图的噪声频率都在66kHz左右)

示波器地线测过和电源的GND端是连通的

来自:电子与无线电 / 电源技术
黄喉貂
11个月3天前
1楼

也许是空载的原因,你在电源输出端加个阻性负载试试,比如电烙铁。

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阡陌徘徊
11个月3天前
2楼

image.png 应该是这么个意思?

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阡陌徘徊
11个月3天前
3楼

那个三叉点代表你的探头和接地弹簧的接触点,左边是电源,右边示波器。

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1aomegp9作者
11个月0天前
4楼

在电源两端加5欧的水泥电阻作为负载

1.jpg

波形还是有噪音

新建文件1.bmp

根据2楼的说法,似乎是需要浮地测量,于是我用了一个地线断开的排插给示波器供电,也是像上图那样测,噪音是有一点,但好了一些

新建文件2.bmp

但还是不如直接测量GND端的时候好

2.jpg 新建文件3.bmp

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m24h
10个月27天前
5楼

这个频率 居然有点像bpc广播啊


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sln.1550
10个月27天前
6楼

开关电源里面有开关电路切换通过电感产生的EMP,被附近的闭合回路接收到就会产生微弱的信号。

说明你这个开关电路工作频率就是66KHz

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refinder
10个月26天前
7楼

开关电源的干扰

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阡陌徘徊
10个月26天前
8楼

楼主试试用两个探头,两个探头接地端接地或者什么的,探头端都接入到 电源的负极 ,然后打开 示波器 波形计算 功能,使用 CH1-CH2 的计算,这样类似于一个差分探头,看看会不会更小。

我觉得普通单端探头到示波器前端电路的两端的阻抗是不平衡的,

(信号端 - 电缆- 示波器BNC)的阻抗比较大,(接地端子 - 电缆 -示波器BNC)比较小,不平衡的阻抗可能会导致问题。您已经试过断开示波器接地环路以后效果要好得多。那我认为,您使用   两个探头求差值  的测量方法(如下图)会更准确(或许哪怕两个探头不使用接地弹簧,使用普通 接地线夹子 都可以看到比较干净的波形)。

image.png

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阡陌徘徊
10个月26天前
9楼
引用阡陌徘徊发表于8楼的内容
楼主试试用两个探头,两个探头接地端接地或者什么的,探头端都接入到 电源的负极 ,然后打开 示波器 波...

您只关注  CH1-CH2 的波形即可,

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月下孤狼
10个月20天前
10楼

典型的SMPS内部寄生振荡波形,几十KHZ这个是开关频率,实际的振荡频率要远高于这个量级(~数兆甚至数十兆);

SMPS输出电压交流参量有两个参数,一个是纹波,其频率等于开关频率,通常几十K到几百K;

另外一个就是楼主所说噪声问题,这个频率通常是几兆几十兆量级;

噪声的测量最好使用近场探头进行(如果没有就用10X或者100X探头的接地鳄鱼夹直接夹在笔尖上构成一个电流环loop),这个属于EMC范畴了。

这个噪声和纹波是很多电子初学者经常弄混的东西,纹波由于频率较低通常是没办法在空间构成有效辐射,然而高频的噪声可以通过空间近场耦合辐射直接干扰附近电子设备,尤其是敏感的模拟/射频设备。

另外楼主测试方法不太符合电子工程测试规范,测量低频信号可以使用示波器的接地鳄鱼夹和笔尖(或者测试钩);测量高频信号必须使用弹簧针接地来构成最小的loop。。。不论是哪种情况,都是严禁很随意地把笔尖插入一个小洞洞里面去测,也不允许很随意的随便拉根地线。


--------------------------------------------------------------------------------------------------

    开关电源的输出噪声(一个衰减的LC振荡)通常可以判断开关电源内部寄生参数的情况,这个LC振荡频率越低说明内部的变压器或者电感的SRF越低,LC振荡的衰减速度越快说明对应的器件在某个频率下的损耗大小,这个参数其实也可以反映开关电源用料好不好。如果你是开关电源工程师,这个参数也有助你优化设计。不同的PCB走线差异也会引起相同原理图的开关电源输出噪声频率发生变化,设计的时候应该预留RC吸收焊盘;


----------------------------------------------------------------------------------------------------

    目前市面上大部分小功率开关电源都是反激设计,有一种准谐振软开关反激设计,可以大大优化这种电磁兼容问题。

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1aomegp9作者
10个月19天前
11楼
引用阡陌徘徊发表于9楼的内容
您只关注  CH1-CH2 的波形即可,

有空我实验一下


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1aomegp9作者
10个月19天前
12楼
引用月下孤狼发表于10楼的内容
典型的SMPS内部寄生振荡波形,几十KHZ这个是开关频率,实际的振荡频率要远高于这个量级(~数兆甚至...

我想知道的是,为什么探头-电源GND-弹簧针形成的回路是干净的,而探头-电源负极或正极-弹簧针形成的回路会有噪声,如果是电磁辐射的话应该两种情况都会有噪声


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