电源纹波是指叠加在直流电源输出的电压或电流中的交流成分，是一种周期性的波动信号。好比平静的湖面有一阵风吹过，带起阵阵水波。这就是纹波的概念。

        如下图示，使用示波器测量纹波时，上面的尖锐的毛刺就是电源噪声，而有规律的波动就是纹波。

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电源纹波和噪声的对比如下表格所示：

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      在工程上，在对电源进行测试时，一般并不刻意地把纹波和噪声分开，测量的是纹波和噪声两者的合成干扰，用峰峰值表示。上述纹波的分类其实已经包含了噪声。  

        一般情况下，在测试过程中，我们测试DC/DC电源的输出为纹波测试，最远端芯片IC电源管脚的接收端为噪声测试。

        由此我们知道，开关电源输出的不是纯正的直流电压，里面有些交流成分，这就是纹波和噪声造成的。 纹波是输出直流电压的波动，与开关电源的开关动作有关。每一个开、关过程，电能从输入端被"泵到"输出端，形成一个充电和放电的过程，从而造成输出电压的波动，波动频率与开关的频率相同。 纹波电压是纹波的波峰与波谷之间的峰值，其大小与开关电源的输入电容和输出电容的容量及品质有关。

      电源纹波产生的原因主要包括以下几个方面：

        纹波会给我们的电源带来什么样的危害呢？一般来说纹波是百害而无一利的，纹波的危害主要有以下几点：

        电源纹波可以用有效值或者峰值来表示，或者使用绝对量、相对量来表示。一般情况下，公司会使用峰峰值，也就是压差（波峰波谷相减）的绝对值来表示，同时会比较相对量是否满足标准要求。

        举个例子来说明下：假如我们使用DC/DC输出3.3V的电压，使用示波器有源探棒，调节端口为DC耦合（如果是无源探棒，则使用AC耦合，并调节偏置为3.3V），测试得到的纹波结果为±25mV（无源探棒测试结果对应为3.3V±25mV），那么我们可以说此DC/DC输出的纹波为50mV，这个是绝对量，而相对量即纹波系数 = 纹波电压/输出电压 = 50mV / 3.3V = 1.51%。

1、首先探头要选择合适的档位，如果电压比较大，或者对带宽要求比较高的情况下可使用X10档，普通情况下建议使用X1档，避免不必要的噪声衰减影响纹波的测量。

        10:1（X10）的探头，实际上是在探头端衰减了10倍，然后在示波器端放大10倍。

        好处是通过前面的匹配电路提升了探头带宽可以到几百MHz，而且扩展了示波器的量程，但是对于小信号的测量不是特别有利。如果被测信号幅度本身就小，再衰减10倍可能就淹没在示波器的底噪声里了，即使再做10倍的数学放大，对于信噪比本身也是没有改善的。

        1:1（X1）探头的适合测试低频的，10:1（X10）适合测量高频的。

        探头设置了X1档，相对应在示波器中需要设置比率为X1。反之设置X10，示波器也需X10。

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2、纹波属于是交流成分，所以“通道耦合”方式可使用“交流”方式，限制直流信号的输入。

        使用无源探头则AC耦合；如果使用有源探棒，调节端口为DC耦合。

有源探头和无源探头的区别https://www.bilibili.com/video/BV1wN4y197Wu/?vd_source=1f859d562939e879164b56f55a31f28d

3、可适当的使用“带宽限制”功能，可选择“20MHz”带宽限制。一般开关电源输出的纹波频率在0~20MHz范围，也有些芯片会要求测到80MHz或200MHz。而高频同步开关噪声和信号反射等引起的噪声在0~1GHz范围。所以建议选择20MHz带宽限制，可将不必要的高频噪声滤除。

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4、为避免电磁辐射等对信号的干扰，示波器探头接地线要求尽量短（测量回路也尽量短），通常使用探头自带的接地弹簧来接地，避免长接地线带来的不必要干扰。

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5、触发方式可以选用边沿触发，触发模式可以在Auto/Normal状态下均可。另外，纹波测试一般以峰峰值来表示。

从测量中可以看到，本次电源纹波的峰峰值为18mV，纹波越小电源质量就越高。

一般地：

普通的数字I/O：电源的纹波噪声容限比较大，100mV左右都没问题;

继电器输出、光耦输出的电源：可容忍达100mV的纹波噪声;

工业通讯端口的供电：像RS-232、RS-485、CAN等总线型的电源，本身是数字信号，像RS-485、CAN还是差分形式传输，对电源的纹波噪声不那么敏感，电源的纹波噪声一般控制在75mV左右即可;

低速、低精度的数据采集系统：对精度和速度要求不高，纹波噪声控制在50mV一般都能满足数据采集的需求;

给低压CPU供电的电源：像类似于1.2V、0.8V的CPU供电系统，对电源的纹波噪声比较敏感，纹波噪声大时容易影响CPU的正常工作，甚至烧坏CPU，一般要求控制在30mV以内;

高速、高精度数据采集系统：对精度和速度都有较高要求，对电源的纹波噪声及其敏感，除要求电源的纹波噪声小外，还需选用一些高精度、共模抑制比大的运放来配合，电源的纹波噪声一般都需控制在10mV以内。

不管是哪种纹波，减小纹波最有效的方法一般有以下几种：

1、输出用π型电路滤波，LC滤波。

2、增大电容。对于输出电容，使用铝电解电容以达到大容量的目的。但是电解电容在抑制高频噪声方面效果不是很好，而且ESR也比较大，所以会在它旁边并联一个陶瓷电容（用于高配滤波和减小ESR），来弥补铝电解电容的不足。同时，开关电源工作时，输入端的电压Vin不变，但是电流是随开关变化的。这时输入电源不会很好地提供电流，通常在靠近电流输入端(以BucK型为例，是SWITcH附近)，并联电容来提供电流。

3、增大电感。在满足输出电流的情况下，稍微加大电感量（一般来说电感量越大，输出纹波越小，但是对应的动态响应也会变差，而且电感量越大，输出的电流就越小）。

4、对于高精度仪器，可以在开关电源输出后接LDO滤波。但是成本高、功耗大。

5、提高开关电源的开关频率。

6、优化开关电源的布局布线。

噪声改善

在用电芯片端的电源引脚上放置一定规格、数量的去耦电容，当这些芯片进行工作状态切换时，从而保证电源网络供电的稳定性（就是避免了用电系统影响到了供电系统的稳定，也就是他们出现了耦合，所以这里才叫去耦电容）。

电源供电系统输出端，放置一定规格、数量的旁路电容，避免电源端的高频噪声干扰到用电系统的正常工作。

什么是去耦电容和旁路电容？https://blog.csdn.net/qq_51272949/article/details/133818908?spm=1001.2014.3001.5501