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前言：
任何電子產品的運行，都少不了「電源」這個大動脈，這個大動脈的穩定，強健就是保證產品穩定，可靠，長期運行的關鍵。
產品電源的測試包括：電壓測試，紋波噪聲測試，電流測試，上下電時序及斜率測試，快速上下電測試，短路測試，如果說電壓測試和電流測試是保證電源的強壯性，紋波噪聲測試及上下電時序及斜率測試是保證電源的穩定性，精準無損的紋波噪聲測試為優化設計提供強力支撐。
概念定義
我們日常的電子產品供電一般為直流電源，5V/9V/12V，我們理想的電源是：
實際把直流電源的精度調高，觀察角度放寬，實際直流電源是這樣的：
形如其名，藍色大波浪就是電源的紋波，在波浪上的紅色脈衝尖峰就是電源噪聲，一般使用峰峰值表示，即Pk-Pk值=V波峰-V波谷，單位mV，Pk-Pk值越小，代表紋波噪聲越小，電源越優質;
因為我們電路使用的敏感元件，都有一個可承受最大電壓範圍及邏輯電平的分界線，超過這個最大電壓，就有可能損壞元件，直接影響到產品壽命，而出現過低電壓時，有可能引起CPU等關鍵器件的邏輯錯誤，保證電源的紋波噪聲處於合理範圍，才能保持產品的正常運行。
通常所說的紋波主要是由直流電源產生，頻率較低，直流電源包括線性電源和開關電源兩類，線性電源的紋波噪聲主要由前級電源傳遞以及同步開關噪聲產生，紋波噪聲較小，輸出電壓比較穩定，開關電源又分為單相交流輸入的AC-DC開關電源和DC-DC的開關電源，也被稱為一次電源和二次電源。
一次電源紋波噪聲示意圖
圖中100Hz的整流紋波，其為50Hz工頻的兩倍，由整流器整流產生，鋸齒波部分由電源PWM調節引起，併疊加了與電源開關頻率同頻的開關噪聲，非周期性出現的噪聲為隨機噪聲。
二次電源紋波噪聲示意圖
二次電源的紋波噪聲，沒有一次電源的紋波噪聲有規律，主要由電容的充放電，PWM調節和幹擾引起，電源開關紋波頻率同PWM頻率，一般為幾百KHz，非周期出現的噪聲為隨機噪聲。
不同於紋波，噪聲存在於全頻帶的信號中，除去開關噪聲和隨機噪聲，單板上的電源還存在板上信號幹擾帶來的噪聲，噪聲的成因：1.器件高速開關狀態下，瞬變的交變電流過大；2.電流迴路存在電感；頻率在幾十MHz到上百MHz。
紋波噪聲測試的難點：
1、測試結果容易引入外界的電磁幹擾，造成結果偏大；
2、儀器，測試方法選擇不正確，導致測試信號波形失真，丟失部分頻譜的紋波噪聲，以下我們圍繞解決這兩點來進行測試的準備。
儀器選用原則
電源紋波噪聲測試均採用示波器配合相應探頭的方法，連接示波器的探頭主要包括：無源探頭，有源探頭，同軸電纜，根據各種測試探頭的優缺點（主要是考慮精度）：
同軸電纜測試結果較為準確，且受人為因素的影響較小，推薦使用同軸電纜並配合使用隔直電容的方法進行測試。
儀器選用如下：
-示波器一臺，帶寬達到1GHz,靈敏度至少達到10mV/div,存儲深度不低於 100K；
-BNC-SMA轉接頭一個，射頻同軸連接器；
-同軸電纜_SMA-JB3母頭-半柔線纜兩根，連接轉接頭與隔直電容，隔直電容與測試線；
-隔直電容1個，為方便連接，可自制一個轉接板，焊接上隔直電容，轉接板的接頭和走線的阻 抗要保證50歐姆；
-SMA-KYB1銅管射頻同軸測試線，焊接在單板，另一端通過同軸電纜接到隔直電容；
測試步驟
1.測試準備：
-確認單板運行正常，且需工作在滿載狀態下，示波器與被測系統共地；
-確認單板上的測試點，一般選擇靠近被測對象的電容，並把同軸線纜焊接在電容兩端；
-確保被測電源電壓不超過12V；
2.將單板運行在最大業務，將同軸線探頭通過隔直電容連接到示波器，確認波形正常；
3.設置示波器，開始進行紋波測試
耦合方式：DC耦合+隔直電容
輸入阻抗設置：50Ω
帶寬設置：20MHz
採樣時基：20ms/div
採樣率：1.25Gs/s
垂直解析度：10mV/div，根據實際調節，保證波形佔到屏幕的2/3
採樣方式：打開長餘輝模式，並開啟快速捕獲DPO功能
應用場景：開關電源輸出端
持續時間：acqs＞50000
記錄Pk-Pk值，並關注MAX,MIN值，若測試結果偏大，儘量調整同軸電纜和引線，減少受到外部高頻元件的幹擾。
4.設置示波器，開始進行噪聲測試
帶寬設置：全帶寬，一般≥500MHz
採樣率：1.25Gs/s，不低於1Gs/s
應用場景：晶片處電源測試
注意：測試探頭-同軸線應儘量垂直單板，並遠離噪聲源DDR，DCDC等元器件;
5.對比測試結果，常規下：電源的紋波要求≤3%*電壓，噪聲要求≤5%*電壓，特殊晶片會要求1%的精度，具體以晶片規格書為準。
測試提升
優秀的測試人員不只是客觀準確的完成測試任務，提交測試報告，還要有問題的定位能力及解決測試fail的能力。
電源的紋波噪聲超標，我們可以從以下幾個角度出發，優化我們的設計，減小紋波噪聲：
確認同軸線纜周圍是否有高頻元件及電感器件，調整同軸線纜，觀察測試結果，排除外界幹擾；優化開關電源電路的輸入，輸出濾波電容搭配，大電容搭配小電容，一般是100：1的比例，因為負載運行過程會出現電流用量的頻繁變化，增大電容可以顯著減小紋波噪聲，但到一定程度後效果甚微，根據實際測試調整電容的比例；在滿足輸出電流前提下可加大電感量，電感量越大，輸出紋波會減小，但動態響應變差，根據實際測試情況調整電感量；優化輸出到反饋端的元件，減小串聯電阻，增大並聯電容，可以提高開關電源的動態響應，優化紋波噪聲；優化PCB的布局及走線，較長的走線，過孔都會引入較大的幹擾，在走線中間，過孔處增加去耦電容；選擇動態響應比較好的功率變換器，可以優化重載下的紋波噪聲；