安捷倫直流電源紋波測量及注意事項

周娜

摘 要：安捷倫直流電源在科研生產中被廣泛使用，在產品調試、檢測過程中都需要直流電源提供穩定的高質量的電壓，直流電源質量好壞直接影響到產品的質量，紋波測量就是一項判斷直流電源質量好壞的重要參數。文中介紹了安捷倫直流電源紋波測量方法及注意事項，希望對實際應用提供一些參考。

關鍵詞：直流電源 紋波 注意事項

中圖分類號：TN806 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2018）03（a）-0000-00

1 概述

安捷倫直流電源在科研生產中被廣泛使用，在產品調試、檢測過程中都需要直流電源提供穩定的高質量的電壓，直流電源質量好壞直接影響到產品的質量，紋波測量就是一項判斷直流電源質量好壞的重要參數。理想電源應該有完美的直流輸出，在通道直接沒有串擾信號，也沒有任何信號從地線串擾到輸出端。但實際上，電源輸出端上存在有限的噪聲，在輸出端與大地之間，由于阻抗不是無窮大，也存在一些漏電流，這些都是不需要的信號。

2 安捷倫直流電源工作原理簡述

圖1是串行調整電源的簡化電路圖，它包括了作為電源開關的相位控制預調整器，串聯在一起的可變阻抗元件。該相位控制的預調整器通過保持串聯元件上穩定的低壓降，把功耗減到了最小。一個反饋控制電路連續監測電源的輸出，并調整串行阻抗，以穩定一個連續的輸出電壓。直流電源中的可變電阻串聯器件，實際上是由工作在線性模式下的一個或多個功率晶體管構成；因此，采用這種類型調整器的電源通常稱為線性電源。圖1所示電源是個雙量程電源，允許電源在低電流時有較高的電壓，或在低電壓時有較高的電流。而對于普通的單量程電源，只有在其電壓和電流輸出都達到最大時，其輸出功率才會達到最高。雙量程線性電源則能在兩個量程的最大電壓和電流輸出時，提供最大的輸出功率。在雙量程電源中，在初級變壓器的次級線包中，除了終端接線頭外，在中間還有個抽頭，預調整器前的開關可以在這兩個輸出接頭直接切換，已決定后端輸出的高電壓、低電流模式，或者低電流、高電壓模式。

3 紋波的測量

直流電源輸出中所含有的周期性交流成分，稱之為紋波，通常以真有效值或各次諧波綜合的峰峰值表示。按圖2連接儀器，將直流電源輸出電壓調至最大額定值，調節負載，使直流電源的電流增加到額定值。從示波器上讀取紋波電壓的峰峰值，或者用真有效值電壓表讀取紋波電壓的有效值。由于紋波電壓的波形是非正弦波，因此不能采用平均值響應的交流數字電壓表，必須使用真有效值電壓表。普通數字萬用表的交流電壓檔屬于平均值儀表，是按照正弦波有效值與平均值的確定關系而設計的，僅適合測量不失真的正弦波。

用示波器測紋波時應注意：示波器探頭接地線應盡量短，以免接地線耦合其它干擾和噪聲。長地線的寄生電感還會降低測試帶寬。進行直流電源紋波測試采用衰減比為1：1的探頭，因為1：1衰減比的探頭對信號沒有衰減，在示波器里也不會再進行放大，不會放大示波器前端的本底噪聲。選擇恰當的示波器帶寬，調節示波器的垂直刻度盡量將波形展開占屏幕垂直6-7格，盡量用足示波器ADC的顯示線性范圍。去掉示波器探頭的接地線和探頭前端的探頭鉤，避免探頭的接地線形成回路而感應到干擾信號。探頭上的地線所形成的回路如同一個接收天線，會接收空間的電磁波。

4 直流電源使用注意事項

直流電源的輸出會隨負載的改變而改變。當負載加大時，輸出電流的上升，會引起輸出電壓的一點小壓降，這是由于輸出端的輸出阻抗造成的。而任何電源與負載的連接線都會存在電阻，從而增加了電源輸出到負載端的總電阻，引起了負載端電壓進一步的下降。應盡可能用大線徑的電纜連接線減小這一壓降。并同時在負載處使用遠地感應線，用于補償由于電源到負載端導線的電阻造成的電壓降。

遠地感應就是把電源內部反饋放大器的感應端直接接到負載，從而能讓電源在負載端，而不是在自己的輸出端調整輸出。電壓通過必要的偏移補償負載引線的電阻從而保持恒定的負載電壓。對于輸出線和感應線，可使用屏蔽雙絞線把輻射拾取（電的和磁的拾取）減到最小。為確保屏蔽不承載電流，應只把屏蔽的一端接地，最好是電源上的接地點，如圖3所示。

5 結語

測量紋波時要選取正確的測量儀器，注意示波器的正確使用，才能測出準確的紋波電壓。直流電源遠地感應線的正確使用，可以保持恒定的負載電壓。為了減小周圍環境引入的噪聲，應使用雙絞線與被測件連接，并讓直流電源遠離大功率設備及其它噪聲源。

參考文獻

[1] JJG（航天）6-1999，直流穩壓電源檢定規程，中國計量出版社，1999 .

[2] 徐煥蓉.直流穩壓電源的紋波測量問題，計測技術，2008（5）.

[3] 同金，馬煜峰.直流電源輸出的紋波和噪聲測量，電子測試，2010（2）.

[4] 李樹民，褚麗歆.直流穩定電源紋波的測量方法與研究，電源技術應用，2011（10）.