安捷伦直流电源纹波测量及注意事项

周娜

摘 要：安捷伦直流电源在科研生产中被广泛使用，在产品调试、检测过程中都需要直流电源提供稳定的高质量的电压，直流电源质量好坏直接影响到产品的质量，纹波测量就是一项判断直流电源质量好坏的重要参数。文中介绍了安捷伦直流电源纹波测量方法及注意事项，希望对实际应用提供一些参考。

关键词：直流电源 纹波 注意事项

中图分类号：TN806 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2018）03（a）-0000-00

1 概述

安捷伦直流电源在科研生产中被广泛使用，在产品调试、检测过程中都需要直流电源提供稳定的高质量的电压，直流电源质量好坏直接影响到产品的质量，纹波测量就是一项判断直流电源质量好坏的重要参数。理想电源应该有完美的直流输出，在通道直接没有串扰信号，也没有任何信号从地线串扰到输出端。但实际上，电源输出端上存在有限的噪声，在输出端与大地之间，由于阻抗不是无穷大，也存在一些漏电流，这些都是不需要的信号。

2 安捷伦直流电源工作原理简述

图1是串行调整电源的简化电路图，它包括了作为电源开关的相位控制预调整器，串联在一起的可变阻抗元件。该相位控制的预调整器通过保持串联元件上稳定的低压降，把功耗减到了最小。一个反馈控制电路连续监测电源的输出，并调整串行阻抗，以稳定一个连续的输出电压。直流电源中的可变电阻串联器件，实际上是由工作在线性模式下的一个或多个功率晶体管构成；因此，采用这种类型调整器的电源通常称为线性电源。图1所示电源是个双量程电源，允许电源在低电流时有较高的电压，或在低电压时有较高的电流。而对于普通的单量程电源，只有在其电压和电流输出都达到最大时，其输出功率才会达到最高。双量程线性电源则能在两个量程的最大电压和电流输出时，提供最大的输出功率。在双量程电源中，在初级变压器的次级线包中，除了终端接线头外，在中间还有个抽头，预调整器前的开关可以在这两个输出接头直接切换，已决定后端输出的高电压、低电流模式，或者低电流、高电压模式。

3 纹波的测量

直流电源输出中所含有的周期性交流成分，称之为纹波，通常以真有效值或各次谐波综合的峰峰值表示。按图2连接仪器，将直流电源输出电压调至最大额定值，调节负载，使直流电源的电流增加到额定值。从示波器上读取纹波电压的峰峰值，或者用真有效值电压表读取纹波电压的有效值。由于纹波电压的波形是非正弦波，因此不能采用平均值响应的交流数字电压表，必须使用真有效值电压表。普通数字万用表的交流电压档属于平均值仪表，是按照正弦波有效值与平均值的确定关系而设计的，仅适合测量不失真的正弦波。

用示波器测纹波时应注意：示波器探头接地线应尽量短，以免接地线耦合其它干扰和噪声。长地线的寄生电感还会降低测试带宽。进行直流电源纹波测试采用衰减比为1：1的探头，因为1：1衰减比的探头对信号没有衰减，在示波器里也不会再进行放大，不会放大示波器前端的本底噪声。选择恰当的示波器带宽，调节示波器的垂直刻度尽量将波形展开占屏幕垂直6-7格，尽量用足示波器ADC的显示线性范围。去掉示波器探头的接地线和探头前端的探头钩，避免探头的接地线形成回路而感应到干扰信号。探头上的地线所形成的回路如同一个接收天线，会接收空间的电磁波。

4 直流电源使用注意事项

直流电源的输出会随负载的改变而改变。当负载加大时，输出电流的上升，会引起输出电压的一点小压降，这是由于输出端的输出阻抗造成的。而任何电源与负载的连接线都会存在电阻，从而增加了电源输出到负载端的总电阻，引起了负载端电压进一步的下降。应尽可能用大线径的电缆连接线减小这一压降。并同时在负载处使用远地感应线，用于补偿由于电源到负载端导线的电阻造成的电压降。

遠地感应就是把电源内部反馈放大器的感应端直接接到负载，从而能让电源在负载端，而不是在自己的输出端调整输出。电压通过必要的偏移补偿负载引线的电阻从而保持恒定的负载电压。对于输出线和感应线，可使用屏蔽双绞线把辐射拾取（电的和磁的拾取）减到最小。为确保屏蔽不承载电流，应只把屏蔽的一端接地，最好是电源上的接地点，如图3所示。

5 结语

测量纹波时要选取正确的测量仪器，注意示波器的正确使用，才能测出准确的纹波电压。直流电源远地感应线的正确使用，可以保持恒定的负载电压。为了减小周围环境引入的噪声，应使用双绞线与被测件连接，并让直流电源远离大功率设备及其它噪声源。

参考文献

[1] JJG（航天）6-1999，直流稳压电源检定规程，中国计量出版社，1999 .

[2] 徐焕蓉.直流稳压电源的纹波测量问题，计测技术，2008（5）.

[3] 同金，马煜峰.直流电源输出的纹波和噪声测量，电子测试，2010（2）.

[4] 李树民，褚丽歆.直流稳定电源纹波的测量方法与研究，电源技术应用，2011（10）.