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

 

在電源噪聲的分析過(guò)程中，比較經(jīng)典的方法是使用示波器觀(guān)察電源噪聲波形并測量其幅值，據此判斷電源噪聲的來(lái)源。但是隨著(zhù)數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(guān)察時(shí)域波形無(wú)法定位故障時(shí)，可以通過(guò) FFT(快速傅立葉變換)方法進(jìn)行時(shí)頻轉換，將時(shí)域電源噪聲波形轉換到頻域進(jìn)行分析。電路調試時(shí)，從時(shí)域和頻域兩個(gè)角度分別來(lái)查看信號特征，可以有效地加速調試進(jìn)程。

 

示波器的頻域分析功能是通過(guò)傅立葉變換實(shí)現的，傅立葉變換的實(shí)質(zhì)是任何時(shí)域的序列都可以表示為不同頻率的正弦波信號的無(wú)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(shí)域信號切換到頻域的分析方法。數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(lái)，運算量減少了幾個(gè)數量級，并且需要運算的點(diǎn)數越多，運算量節約越大。

示波器捕獲的噪聲波形進(jìn)行FFT變換，有幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)需要注意：

 

1、根據耐奎斯特抽樣定律，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(shí)間的倒數，如果采樣時(shí)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(xiàn)之間相互干擾，能量較低的譜線(xiàn)容易被臨近的高能量譜線(xiàn)的泄漏所淹沒(méi)。避免頻譜泄漏可以盡量采集速率與信號頻率同步，延長(cháng)采集信號時(shí)間及使用適當的窗函數。

 

電源噪聲測量時(shí)要求采集的信號時(shí)間可以足夠長(cháng)，可以認為覆蓋到了整個(gè)有效信號的時(shí)間跨度。ZDS2000系列示波器最高標配250Mpts存儲深度，在捕獲長(cháng)時(shí)間的波形同時(shí)能夠保持高采樣率，同時(shí)，市面上多數2000系列示波器最大只支持8K樣本點(diǎn)的FFT分析，在1G采樣率的情況下，頻率分辨率僅有125KHz，多數情況都無(wú)法準確判斷信號頻譜分布。ZDS2000系列示波器拒絕單純的功能堆砌，內部采用了專(zhuān)業(yè)的處理芯片，突破技術(shù)壁壘，將FFT分析點(diǎn)數升級至4M樣本點(diǎn)，同樣在1G采樣率的情況下頻率分辨率能精確到250Hz，可以準確分析出電路中的干擾噪聲來(lái)源，大大提高了示波器FFT的實(shí)用價(jià)值。