电源噪声

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什么是好的电源噪声？

让我扩展一下，有两种情况，我有一个台式PSU，我将示波器放在交流耦合中，看看它的纹波约为20mV。这对于一个体面的PSU来说是一个好数字吗？（我很喜欢ANalog电路，所以20mV的噪声很大）

第二种情况是我的车载稳压器，我有一个需要2V至5V电压的升压器。我看着没有任何负载的5V，看到7mV纹波（锯切）。这正常吗？我在那里有所有的去耦电容，所以我本来期望的要少得多，尤其是在没有适当负载的情况下。

额外的问题是，测量电源噪声的最佳方法是什么？我猜想尤其是在像这样的小电流下，除了接触探针之外，还有更多的东西吗？

power-supply noise

— 坦率
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示波器如何供电？是在同一地面/电源板上吗？您是否尝试使用电池供电的浮动示波器进行测量？

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我问，因为范围可以给你吵阅读，如果探头地线过长等鲍勃·皮斯有大约范围好文章阅读national.com/rap/Story/0,1562,18,00.html而第一件事我会尝试关闭电源（不要断开任何连接），看看示波器是否仍显示20 mV纹波。

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我在这里没有提到的两点是：-在预期的负载条件下测量电压纹波（例如，如果您希望汲取100 mA，请在从电源/稳压器汲取的电流下测量纹波）-用一个范围设置为1M阻抗，而不是50，因为它会使您的结果失真更少。

Ω

$\Omega$

Ω

$\Omega$

— Joel B

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@Rocket Surgeon，完全是OT，但RIP Bob Pease：en.wikipedia.org/wiki/Bob_Pease#Death我希望他的东西永远存在于互联网上。

— Mark Ransom

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当然，对于“体面的”电源噪声是没有唯一的答案。这就像在问什么是一辆体面的汽车，而没有告诉我们它是在赛道上行驶还是在偏僻的土路上行驶。

您提到的值是否合适取决于该电源轨的使用方式。您似乎真正要问的只是从电源的角度来看，这些值是否合理。通用台式电源的20mV电压对我来说是相当合理的，而板载升压转换器的7mV电压对我来说也很合理（实际上，与许多升压转换器相比，它确实非常不错）。

但是，您的电路可能有不同的意见。如果5V电源只是为数字电路供电，那么它比需要的清洁得多。即使是100mVpp的纹波也是可以容忍的。

如果您要为敏感的模拟电路供电，那么7mV可能会很大。在这种情况下，纹波的频率含量也很重要。大多数模拟IC具有电源抑制规格。IC中有有源电子器件，以使其操作在某种程度上与电源电压无关。但是，该电子设备只能对高达一定频率的噪声做出反应。获得指定电源抑制比的频率要求很少指定。最好将铁氧体磁珠或小型片状电感器放在陶瓷部件上，然后在模拟部件的电源线上接地。这将衰减噪声的高频，希望其余的低频处于该部件可以主动处理和抑制的范围内。

有些部分比其他部分更容易受到此影响。第一次使用飞思卡尔多轴加速度计中的一个时，输出上有很多噪声。实际上，电源噪声似乎已被放大到输出上。在电源线上将上述带帽电容的贴片电感串联到地上，对清除输出信号有很大帮助。

要回答您的最后一个问题，查看电源噪声的正常方法就是您所做的。AC耦合示波器输入，提高增益，并查看产生的混乱的大小。

— 奥林·拉斯罗普（Olin Lathrop）
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然后有一些人为“数字”电路（例如具有100mVpp噪声电源的ADC）供电，并认为它们可以提升16位精度并假定线路上存在任何噪声。我之前也遇到过加速度计的问题。必须将其安装在泡沫上，然后才能消除大量噪音。

— 2011年

如果有人花时间讨论白噪声，这很有趣，例如，一个特定频率的滤波很容易达到100mVpp，如果是白噪声，那是另一种野兽。

— 2011年

@Kortuk：我提到的滤波的目的不是要消除所有噪声，而是要消除高频，以便IC的电源抑制能力可以处理剩余的噪声。因此，白噪声不会有太大变化。滤波器去除高频，有源电子设备处理其余部分。

— 奥林·拉斯洛普

您已经收到我的+1。我尝试使用评论为已经不错的答案添加更多信息。我认为，如果您要详细解释如何分辨不同类型的噪声以及它们可能意味着什么，那将很有趣。或者只是解释一下100mVpp是否是一个表明问题的频率。

— 2011年

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我之前设计了一个超低功耗的PSU，所以让我分享一个为演示做的图形，其中概述了各种PSU的噪声水平的差异。该图显示了从DC到50 kHz的频率的对数噪声电平。我不记得Y轴上的比例是如何偏移的，但是您可以从描述中获得其基本要点：

红色曲线：代表典型的数字产品的3.3v电源（使用中），我记得它处于10 mV的噪声范围内
紫色曲线：典型的壁式疣加上一个低噪声的5.6V LDO
蓝色曲线：上面加另一个5V稳压器
黑色曲线：我的PSU设计，其噪声约为1-3 uV

因此，根据您进行的滤波和设计的数量，PSU噪声可能相差4个数量级！我认为台式PSU的20 mV电压是相当不错的标准信号（有关示波器探头噪声，请参见下面的警告）。

顺便说一下，对于10 mV以下的任何工作，普通示波器几乎毫无价值。您还希望查看噪声的傅立叶变换（频谱含量）以得出任何有用的结论。当然，如果您看到一些简单的东西，例如大纹波或不稳定，则这是一个不错的开始，但通常噪声并不那么明显。

专用频谱分析仪是必经之路，但通常它们是供RF使用的，频率范围从100 kHz到5 GHz-如果您要调试模拟音频放大器，这并不是很有趣。一些较旧的型号从DC变为100 kHz。

您还需要通过（正常）示波器探头以外的其他方式将测量点耦合至仪器。您只需通过探头的接地环路即可轻松添加数十mV的噪声。可以使用带有集成地线的探头，但最好使用PCB上的专用同轴连接器和电缆。

各种PSU的对数噪声级

— 比约恩·韦森
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我参与设计的大多数开关电源都将额定直流输出的1％指定为最大峰峰值纹波。对于5V电压轨为50mV，对于12V电压轨为120mV等。

线性电源的噪声往往要小得多，因为输出上没有HF开关纹波成分。

开关电源轨具有多个LC滤波器级，或者在需要极低纹波时馈入线性稳压器级的情况并不少见。

$50\Omega$

— 亚当·劳伦斯
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这些看起来像电源线上的正常噪声水平，但这并不意味着您的模拟信号上有那么多噪声。电源抑制比PSRR是描述在信号上叠加多少电源噪声的因素，例如在运算放大器数据手册中。

— 马丁
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我使用的两个台式PSU的数据表指定20-30-20 MHz范围内的15-30 mVpp电压纹波。

超过100 kHz-1 MHz的所有内容均会被封头切断。

要切断低于100 kHz的频率：
1）线性片上稳压器
2）
可以使用电源和功耗之间的铁氧体扼流圈（连同接地电容）。

当我第一次意识到电源存在如此大的波动（大约10-20 mV）时，我感到害怕。但是，将瞬态噪声放入我的CAD 100 kHz后，噪声几乎是一条平坦的线（我通常以微秒为单位进行仿真，而T = 1/100 kHz = 10 us）。这是因为数字和模拟电子设备通常以兆赫和千兆赫兹频率工作。

但这取决于被测设备的应用和工作频率。

PS：为确定它是否影响您的设备，请将VDD瞬态噪声放入模拟器，然后查看它是否影响结果。

— 谢尔盖·戈尔比科夫（Sergei Gorbikov）
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