電源紋波測量之旅第三期

大家好，歡迎來到電源紋波測量之旅第三期，本系列最後一期將為大家介紹示波器底噪的影響及開啟FFT觀察紋波的頻率分佈，最後還有實測影片彩蛋喔~

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）

點此回顧第一期內容：

經驗—電源測量為什麼重要？及電源紋波的概念和基本測量

。；

點此回顧第二期內容：

測量電源紋波的坑，你掉進去過嗎？

正片開始！

（本系列內容將透過影片和文稿的形式體現，影片和文字內容互為補充。）

01

示波器底噪的影響

降維打擊？

學校示波器 PK 泰克MSO6B

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在測量小的紋波訊號時，示波器本身的底噪也不可忽視。相比取樣率、模擬頻寬等硬指標，這也是基礎示波器最先不滿足紋波測量要求的第一個指標。已知被測訊號是一個小於10mV的紋波，如果用基礎示波器，底噪就會比較大。

如圖13所示，TDS1012基礎示波器的底噪已經在mV量級，對測量的影響是不可忽視的。

而高階示波器的底噪在µV級別，對此次測量影響就非常小。

例如MSO6B系列，官方給出的底噪指標是

小於 55 µV

（1 mV/div，1 GHz）

［2］。

圖13：基礎示波器的底噪水平（拔掉全部探頭）

02

開啟FFT觀察紋波的頻率分佈

示波器變身，頻譜儀

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除了在時域上觀察和測量紋波，我們也需要關心紋波的頻率情況。例如開關轉換器的開關頻率，以及因此產生的各次諧波的大小。

對於這類測量需求，使用示波器內建的FFT功能，就可以將示波器瞬間變身為一臺頻譜分析儀。

如圖14所示，在開啟了示波器FFT功能後，示波器螢幕上會多一個FFT的窗格，顯示波形的實時頻譜。

不難發現在1。2 MHz出有一個頻率峰值，往高頻方向觀察也能清晰看到各次諧波（2。4 MHz、3。6 MHz等）。實際上這個波形是TPS61093 Boost轉換器的輸出紋波。

圖14：示波器的FFT功能

查閱datasheet（如圖15所示）可以發現，這正是一個1.2 MHz固定頻率的開關轉換器，說明它正常工作在預定的頻率上。

圖15：TPS61093 Boost轉換器datasheet中描述的開關頻率為1.2 MHz[3]

電源紋波之旅總結

使用示波器測量電源紋波，是一個看似易上手，實則難精通的測試任務。對於剛入門的工程師，插上示波器探頭，簡單除錯就能獲取波形，但是這個波形或不準確，或不可復現，使得測試結果可信度不高。

本系列3期內容，以Raspberry Pi Pico為例，介紹了電源紋波測量的基本流程，並給出了測量波形，方便大家學習和對比。

此外，本文透過實測和對比等方法，對示波器自動測量技巧的應用，電壓探頭衰減的影響，接地線的影響，示波器底噪的影響和FFT觀察紋波的頻域分佈等方面進行了圖文並茂的解析。

全文所有資料和波形都由實測和實拍得到，貼近應用實際，具有工程參考價值。

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實測影片彩蛋

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影片

用TI AFE看模電供電電路有什麼講究？

影片

六通道輸入觀測PC機電源開關時序

《示波器旅行指南》

彩蛋結束！感謝所有能看到這裡的朋友們，意猶未盡的你如果還想繼續“旅行”，那就請再觀看一則《示波器旅行指南》吧！

該指南主要是針對泰克新一代示波器MSO6B在多種領域的應用所撰寫的：應用案例、技術文章、課件、短影片以及網路研討會的彙總。

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本文中參考文獻連結

［1］。https：//datasheets。raspberrypi。org/pico/pico-datasheet。pdf

［2］。https：//www。tek。com/oscilloscope/6-series-mso-mixed-signal-oscilloscope

［3］。https：//www。ti。com/lit/ds/symlink/tps61093。pdf