直流電壓波動會產(chǎn)生紋波現(xiàn)象，疊加在直流上的分量稱為紋波，在我們平常的應(yīng)用中DCDC輸出電源紋波過大對于正常工作的芯片可能會造成影響，嚴重的甚至?xí)?dǎo)致CPU掛機，如：板載DDR顆粒的VDD紋波過大可能會使得CPU對于DDR的數(shù)據(jù)讀寫出錯，CPU訪問到非法地址空間造成芯片的掛機。

　　電源輸出交流紋波可以視為是直流輸出疊加一個交流成分;從圖中可以看出，紋波中包括了兩個交流成分：一個DCDC輸出的紋波信號與一個高頻噪聲的疊加。

　　(1)增大BUCK輸出電容：

　　增大輸出電容容量也就是增大了電源系統(tǒng)所存儲的能量，當CPU在加載過程中需要大電流提供時，電源平面上較大的電容即可為CPU提供瞬時所需的能量，使得電壓波動不大。但是電容的選擇也是很重要的，對于小電流電源平面(負載電流3A這種)可能增加些許陶瓷電容即可達到較好的需求，但是對于大電流電源平面(負載電流上百A這種)，所增加的電容容量就會變得很大，此時ESR就變成了考慮對象。通常CPU的核心電源都是低壓大電流的，一般選擇大容量低ESR的高分子鋁電解電容，而不選擇鋁液體電解電容。

　　測量電源紋波一般采用示波器來測量，常用的有一下三種測量方法：

　　1)靠連法

　　使用帶有地線環(huán)的示波器探頭，將探針直接接觸正輸出的管腳，線環(huán)直接接觸負輸出的管腳，這是由于使得環(huán)路盡量短，這樣從示波器中讀出的峰值為輸出線上的紋波與噪聲。如下圖

　　2)直接法

　　將地線環(huán)直接與負輸出的管腳連接，利用探頭接地環(huán)進行輸出端測試。

　　3)絞連法

　　輸出管腳接雙絞線后接電容，在電容兩端用示波器測量。

　　測量紋波時候，需要注意的是：要清楚紋波的帶寬上限，紋波為低頻噪聲，所以一般使用不超過紋波帶寬上限太多的示波器。

　　在測量時，要先打開示波器的帶寬限制功能，把帶寬限制在20MHz，

　　直接用探頭的屏蔽地和輸出地連接，減少因地線過長產(chǎn)生的環(huán)路干擾。

　　在探頭接入點的位置并聯(lián)一個較小的瓷片電容和一個小電解電容，濾除外界干擾信號防止進入示波器。

　　四、紋波的抑制方法電源輸出紋波主要來源于五個方面：低頻輸入紋波、高頻紋波、寄生參數(shù)引起的共模紋波噪聲、閉環(huán)調(diào)節(jié)控制引起的紋波噪聲。

　　抑制這些紋波的通常方法是：加大濾波電路中電容容量、采用LC濾波電路、采用多級濾波電路、以線性電源代替開關(guān)電源、合理布線等。但根據(jù)它的分類，有針對性的采取措施往往會取得事半功倍的效果。

　　1、高頻紋波的抑制

　　高頻紋波噪聲多來源于高頻功率變換電路。在高頻功率變換電路中，輸入直流電壓通過高頻功率器件進行變換后進行整流濾波而實現(xiàn)的穩(wěn)壓輸出中，一般會含有與開關(guān)工作頻率相同頻率的高頻紋波，其對外電路的影響大小主要和開關(guān)電源的變換頻率、輸出濾波器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)有關(guān)，設(shè)計中盡量提高功率變換器的工作頻率，可以減少對高頻開關(guān)紋波的濾波要求。

　　2、低頻紋波的抑制

　　低頻紋波的大小與輸出電路中的濾波電容大小有關(guān)。電容的容量不能無限制地增加，不可避免的會造成輸出低頻紋波的殘留。交流紋波經(jīng)過DC/DC變換電路進行衰減后輸出，屬于低頻噪聲范圍，其大小由控制系統(tǒng)的增益和DC/DC變換電路決定。由于電流型和電壓型控制DC/DC變換電路的紋波抑制能力相對均不高且他們的輸出端低頻交流紋波較大。所以必須對低頻電源紋波采取濾波措施實現(xiàn)電源的低紋波輸出。

　　有的電源來說，可增大DC/DC變換器閉環(huán)增益電路和采用前級預(yù)穩(wěn)壓電路可以增強紋波的抑制效果、可以通過改變整流濾波器的電容量以及調(diào)節(jié)反饋回路的參數(shù)來實現(xiàn)對低頻紋波的抑制。

　　3、共模紋波的抑制

　　共模紋波噪聲一般出現(xiàn)在開關(guān)電源，當開關(guān)電源的矩形波電壓作用于功率器件時，與功率器件與散熱器底板和變壓器原、副邊之間的寄生電容和導(dǎo)線中存在寄生電感相互作用，產(chǎn)生共模紋波噪聲。對于共模紋波噪聲抑制的方法有：

　　1)減小控制功率器件、變壓器與機殼地之間的寄生電容，并在輸出端加共模抑制電感及電容;

　　2)利用EMI濾波器可以有效的抑制共模紋波的干擾;

　　3)降低開關(guān)毛刺幅度。

　　4、閉環(huán)控制環(huán)路紋波的抑制

　　閉環(huán)控制環(huán)路紋波的產(chǎn)生原因一般是環(huán)路中的參數(shù)設(shè)置不適當，當輸出端存在一定波動時，反饋網(wǎng)絡(luò)把輸出端的波動電壓反饋到調(diào)節(jié)器回路，致使調(diào)節(jié)器產(chǎn)生自激響應(yīng)，從而產(chǎn)生附加紋波。

　　抑制方法主要有：抑制調(diào)節(jié)器自激響應(yīng)、合理選擇環(huán)路的放大倍數(shù)、調(diào)節(jié)器穩(wěn)定性、電源輸出端接LDO濾波，這是減少紋波和噪聲最有效的方法

　　開關(guān)電源紋波的抑制

　　對于開關(guān)紋波，理論上和實際上都是一定存在的。通常抑制或減少它的做法有五種：

　　1 加大電感和輸出電容濾波

　　根據(jù)開關(guān)電源的公式，電感內(nèi)電流波動大小和電感值成反比，輸出紋波和輸出電容值成反比。所以加大電感值和輸出電容值可以減小紋波。

　　同樣，輸出紋波與輸出電容的關(guān)系：vripple=Imax/(Co×f)。 可以看出，加大輸出電容值可以減小紋波。

　　通常的做法，對于輸出電容，使用鋁電解電容以達到大容量的目的。但是電解電容在抑制高頻噪聲方面效果不是很好，而且ESR也比較大，所以會在它旁邊并聯(lián)一個陶瓷電容，來彌補鋁電解電容的不足。

　　同時，開關(guān)電源工作時，輸入端的電壓Vin不變，但是電流是隨開關(guān)變化的。這時輸入電源不會很好地提供電流，通常在靠近電流輸入端(以BucK型為例，是SWITcH附近)，并聯(lián)電容來提供電流。

　　上面這種做法對減小紋波的作用是有限的。因為體積限制，電感不會做的很大;輸出電容增加到一定程度，對減小紋波就沒有明顯的效果了;增加開關(guān)頻率，又會增加開關(guān)損失。所以在要求比較嚴格時，這種方法并不是很好。關(guān)于開關(guān)電源的原理等，可以參考各類開關(guān)電源設(shè)計手冊。

　　2 二級濾波，就是再加一級LC濾波器

　　LC濾波器對噪紋波的抑制作用比較明顯，根據(jù)要除去的紋波頻率選擇合適的電感電容構(gòu)成濾波電路，一般能夠很好的減小紋波。

　　采樣點選在LC濾波器之前(Pa)，輸出電壓會降低。因為任何電感都有一個直流電阻，當有電流輸出時，在電感上會有壓降產(chǎn)生，導(dǎo)致電源的輸出電壓降低。而且這個壓降是隨輸出電流變化的。

　　采樣點選在LC濾波器之后(Pb)，這樣輸出電壓就是我們所希望得到的電壓。但是這樣在電源系統(tǒng)內(nèi)部引入了一個電感和一個電容，有可能會導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。關(guān)于系統(tǒng)穩(wěn)定，很多資料有介紹，這里不詳細寫了。

　　3 開關(guān)電源輸出之后，接LDO濾波

　　這是減少紋波和噪聲最有效的辦法，輸出電壓恒定，不需要改變原有的反饋系統(tǒng)，但也是成本最高，功耗最高的辦法。 任何一款LDO都有一項指標：噪音抑制比。是一條頻率-dB曲線。

　　對減小紋波。開關(guān)電源的PCB布線也非常關(guān)鍵，這是個很赫手的問題。有專門的開關(guān)電源PCB 工程師，對于高頻噪聲，由于頻率高幅值較大，后級濾波雖然有一定作用，但效果不明顯。這方面有專門的研究，簡單的做法是在二極管上并電容C或RC，或串聯(lián)電感。

　　4 在二極管上并電容C或RC

　　二極管高速導(dǎo)通截止時，要考慮寄生參數(shù)。在二極管反向恢復(fù)期間，等效電感和等效電容成為一個RC振蕩器，產(chǎn)生高頻振蕩。為了抑制這種高頻振蕩，需在二極管兩端并聯(lián)電容C或RC緩沖網(wǎng)絡(luò)。電阻一般取10Ω-100 Ω，電容取4.7pF-2.2nF。

　　在二極管上并聯(lián)的電容C或者RC，其取值要經(jīng)過反復(fù)試驗才能確定。如果選用不當，反而會造成更嚴重的振蕩。

　　對高頻噪聲要求嚴格的話，可以采用軟開關(guān)技術(shù)。關(guān)于軟開關(guān)，有很多書專門介紹。

　　5 二極管后接電感(EMI濾波)

　　這也是常用的抑制高頻噪聲的方法。針對產(chǎn)生噪聲的頻率，選擇合適的電感元件，同樣能夠有效地抑制噪聲。需要注意的是，電感的額定電流要滿足實際的要求。比較簡單的做法，不再詳細解釋。