編者注：本文是比較早寫的一篇文章，主要介紹電源噪聲分析的概念。

一提到電源噪聲，相信就會引起很多電子工程師的共鳴。我們平時所說的電源噪聲到底是什么呢?它等同于電源紋波嗎?

事實上，電源噪聲不同于電源紋波，它是出現(xiàn)在輸出端子間的紋波以外的一種高頻成分。而紋波是出現(xiàn)輸出端子間的一種與輸入頻率、開關頻率同步的成分，是疊加在穩(wěn)定直流信號上的交流干擾信號。

電源噪聲波形

在電源噪聲的分析過程中，比較經(jīng)典的方法是使用示波器觀察電源噪聲波形并測量其幅值，據(jù)此判斷電源噪聲的來源。（示波器頻域分析在電源調(diào)試的應用）但是隨著數(shù)字器件的電壓逐步降低、電流逐步升高，電源設計難度增大，在觀察時域波形無法定位故障時，可以通過 FFT(快速傅立葉變換)方法進行時頻轉(zhuǎn)換，將時域電源噪聲波形轉(zhuǎn)換到頻域進行分析。電路調(diào)試時，從時域和頻域兩個角度分別來查看信號特征，可以有效地加速調(diào)試進程。

示波器的頻域分析功能是通過傅立葉變換實現(xiàn)的，傅立葉變換的實質(zhì)是任何時域的序列都可以表示為不同頻率的正弦波信號的無限疊加。我們分析這些正弦波的頻率、幅值和相位信息，就是將時域信號切換到頻域的分析方法。數(shù)字示波器采樣到的序列是離散序列，所以我們在分析中最常用的是快速傅立葉變換(FFT)。FFT算法是對離散傅立葉變換(DFT)算法優(yōu)化而來，運算量減少了幾個數(shù)量級，并且需要運算的點數(shù)越多，運算量節(jié)約越大。

示波器捕獲的噪聲波形進行FFT變換，有幾個關鍵點需要注意：

1、根據(jù)耐奎斯特抽樣定律，變換之后的頻譜展寬(Span)對應與原始信號的采樣率的1/2，如果原始信號的采樣率為1GS/s，則FFT之后的頻譜展寬最多是500MHz;

2、變換之后的頻率分辨率(RBW Resolution Bandwidth)對應于采樣時間的倒數(shù)，如果采樣時間為10mS，則對應的頻率分辨率為100Hz;

3、頻譜泄漏，即信號頻譜中各譜線之間相互干擾，能量較低的譜線容易被臨近的高能量譜線的泄漏所淹沒。避免頻譜泄漏可以盡量采集速率與信號頻率同步，延長采集信號時間及使用適當?shù)拇昂瘮?shù)。

電源噪聲測量時要求采集的信號時間可以足夠長，可以認為覆蓋到了整個有效信號的時間跨度。

編輯：黃飛

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