雖然我們討論的是直流電源,但這些電源的輸出并不是完美的直流。預計輸出會出現一些交流電。對于某些應用,輸出端的高交流電會產生意想不到的電路行為,因此了解殘余交流電的幅度會有所幫助。除了交流噪聲之外,了解電源對負載和設置變化的瞬態響應可能很有用。例如,在自動化測試中,重要的是要知道電源何時穩定以響應設置的變化。
紋波和噪聲規格
直流電源輸出上的雜散交流分量稱為紋波和噪聲,或周期性和隨機偏差 (PARD)。這些術語經常互換使用。紋波一詞是指輸出上的周期性交流電。從頻域來看,紋波表現為雜散響應。與周期性紋波不同,噪聲是隨機的。噪聲覆蓋范圍很廣,從頻域來看,它表現為基線的增加。參見圖 1 和圖 2。由于紋波和噪聲通常混為一談,不容易相互分離,因此在本應用筆記中,我們將使用首字母縮略詞 PARD 來指代組合效應。

圖 1.此簡化圖顯示了周期性(波紋)和隨機(噪聲)失真的概念。

圖 2. 此噪聲測量是使用 1X 探頭和大約 7MHz 的帶寬在電源提供全額定電流時進行的。
PARD 規范必須指定帶寬,并且應指定電流和電壓。在 CC 模式下使用電源時,電流 PARD 是相關的,它通常指定為 RMS 值。因為 PARD 的形狀是不確定的,所以電壓 PARD 通常表示為均方根電壓,可以提供噪聲功率的感覺,也可以表示為峰峰值電壓,這在驅動高阻抗時可能是相關的負載。
由于帶寬考慮,PARD 規范在很大程度上取決于用于測試它們的測量技術。您通常可以在制造商的性能驗證程序中找到檢查 PARD 的程序。重要的是要考慮用于驗證紋波和噪聲規格的整個信號路徑。例如,使用帶有低帶寬探頭的高帶寬示波器可以使規格看起來比實際更好。Keithley 2200-32-3 的電壓 PARD 規格說明了這一點。在 20Hz 至 7MHz 的帶寬內,電壓 PARD 規格為 1mVRMS 和 4mV P-P 。還為 20Hz 至 20MHz 的頻率提供了更寬的帶寬規格。該規格為 3mV RMS和 20mV P-P。
瞬態響應
另一組交流特性描述了電源對變化的響應速度。瞬態響應規格表明在負載或設置發生變化后輸出穩定到穩定 DC 值的速度。大多數電源都有一個與其輸出并聯的大電容,以幫助提供干凈、穩定的直流電。當這個電容與負載電阻并聯時,會產生一個時間常數,并且時間常數的大小會隨負載阻抗而變化。由于對負載電阻的依賴性很大,因此必須針對特定負載指定對設置更改的響應。通常會看到開路、短路或特定電阻值的規格。
通過對負載阻抗和電源設置應用顯著的階躍變化并測量穩定到最終值的時間來測試瞬態響應。所有吉時利 2200 系列電源的電壓瞬態響應在三種情況下給出:增加負載、增加設置和減少設置。

表 1. Keithley 2200-32-3 電源的電壓瞬態響應規格。