导言
现在的电子规划越来越趋向与切换速度加速，封装上会有更多的引脚，信号起伏更小。因而规划人员在从手机到服务器等新的数字电路规划中会更留意电源噪声。实时示波器一般用来丈量电源噪声。本文将叙述剖析电源噪声的技能，评价电源噪声测验的东西。
面对的问题
因为切换速度和信号转化速率添加，设备上需求切换的引脚数目越来越多，电源中引进了更多的切换噪声。一起，电路也变得越来越受电源噪声影响。削减单位距离意味着削减时刻裕量。减小信号起伏会转为削减噪声裕量。对一切工程上会遇到的问题，了解问题并准确的丈量数据才干处理问题。
对“噪声”的了解
在抱负的情况下，电源是不会有噪声的，那么电源噪声是怎样产生的呢？
除了因为热进程不可防止引起的高斯噪声（一般这不是噪声的首要部分）之外，一切的电源噪声都会有一到两个源。开关电源会形成不期望的噪声，这些噪声一般会在开关切换频率的谐波或许和切换频率共同。当门电路和输出引脚驱动开关时，会要从电源上得到电流。这是大多数数字电路中的噪声源。这些切换虽然会随机的产生，可是会趋向于和体系时钟共同。当咱们把这些看出是叠加在电源上的“信号”而不是“噪声”的时分，剖析就会变得简略有用。
丈量的应战
因为电源噪声带宽很大，规划师更倾向于用示波器来丈量电源噪声。咱们会在后边叙述示波器对噪声原因剖析的共同效果。
实时高带宽数字示波器和高带宽探头本身也有噪声，这个必需要考虑。假如你要丈量的电源噪声和示波器以及探头的噪底是在一个数量级上的话，你的丈量的准确度就会有问题了。本文就要评论关于示波器噪底的更多信息。
别的一个问题是动态规模。电源是直流电压，上面的沟通噪声占直流电平的份额很小。有些示波器很探头就会遇到问题，要设置好偏置，要很好的勘探才干得到更好的观测噪声，才干是示波器本身的噪底很小。下面就讲一讲示波器本身的噪声。
示波器本身的噪声
图1. 噪声源如图1所示。示波器探头体系中有2个首要的噪声源。示波器的输入扩大器和缓冲电路会形成噪声，探头扩大器本身规划也会带来噪声。
一切的示波器都有衰减器来调整笔直方向缩放系数。在衰减器之后噪声会呈现。所以当衰减器的份额是其他任何不为1:1的份额时（也便是示波器最灵敏的硬件规模），噪声在输入接头处会相应的被扩大。例如，假如一个示波器在没有衰减器的时分，最小的灵敏规模是5mV/格。假定示波器在调成5mV/格时噪底均方根是500uV。把最小灵敏规模调理成50mV/格时，示波器在输入出串联了一个10:1的衰减器，噪声在输入出就会变成均方根为5mV（500uV乘以 10）.
因而，应该运用示波器最小的灵敏规模来防止“扩大”示波器本身的噪声。
示波器探头的噪声是在示波器衰减器的前面，所以不管衰减系数是多少，噪声的奉献都是相同的。
在大多数情况下，把示波器调理成最灵敏规模时，探头的噪声会比示波器的噪声大许多。你可能会问：为什么还要用探头？大多数电源驱动示波器50欧姆是没有问题的，那么为什么还要运用探头引进的不必要噪声呢？问题的原因是和动态规模有关。下面举例说。丈量1.5V直流电源噪声时，需求把偏置设成1.5V来把信号放在屏幕的中心相同也是放在示波器A/D转化器丈量规模的中心。在1.5V偏置的情况下示波器最小灵敏规模是100mV/格。在100mV/格时，示波器本身的噪声均方根大约是3mV。在100mV/格时，你要丈量的噪声只占A/D转化器量程份额的一小部分，你必需要再丈量是满意分辨率的要求。假如运用差分有源探头，你能够在把偏置设成1.5V直流电压时，用10mV/格来丈量。
假如示波器支撑AC耦合，动态规模的问题也能够用AC耦合来处理。假如你的示波器有50欧姆输入，运用50欧姆同轴电缆和1:1的探头（如后边所示），你能够运用一个串行的隔直电容。挑选一个能观测到最小有用频率的隔直%&&&&&%。运用AC耦合的仅有缺陷是你无法观测电源电压的缓慢改变。
丈量实例
此试验中为了模仿电源中可控的噪声源，咱们用如图2所示的噪声源。方波模仿从驱动管脚和其他瞬态担任引起的切换噪声。正弦波模仿开关电源噪声。咱们一起也加入了随机噪声来使丈量相关噪声变得更困难。
图2.试验设置
首要咱们丈量体系本身的噪声，包含示波器和探头。图3显现了在没有探头时的噪声。丈量噪声的数量级是均方根800uV。假如咱们要丈量的噪声的数量级是均方根2.4mV或许更小，丈量的成果就有问题了，这取决于噪声本身的特性。正交的高斯分布的噪声假如是均方根2.4mV,丈量的成果便是2.4mV平方加 800uV的平方，然后开根号，成果是2.53mV,误差率大约是5%。
图3. 示波器和探头噪声
从另一方面说，假如噪声是有鸿沟的相关联的，咱们能够在更小的起伏上准确的丈量。
图4显现的“噪声”包含了3种噪声源：正弦波，方波，随机噪声，在这个图中没有有用的剖析信息。
