ADI专家解析开关调节器输出，有效加快电源设计

探测开关输出的最佳方法是使用50Ω同轴电缆，该电缆维持在50Ω环境下，并通过可选50Ω示波器输入阻抗端接。在调节器输出电容和示波器输入之间放置一个电容，可阻止直流电流通过。电缆的另一端可通过非常短的飞线直接焊接到输出电容上，如图9和图10所示。这样可以在宽带宽范围内测量极低电平信号时保持信号完整性。图11显示500 MHz测量带宽下，用尖端和管体法与50Ω同轴法在输出电容端进行探测的对比。

　　图9. 使用端接50Ω同轴电缆的最佳探测法

　　图10. 最佳探测法示例

　　图11. 开关节点（1）、尖端和管体法（3）、50 Ω同轴法（2）

　　这些方法对比显示，50Ω环境下使用同轴电缆会产生更为精确的结果，此时噪声较小，即使采用500 MHz带宽设置也是如此。将示波器带宽改为20 MHz可消除高频噪声，如图12所示。ADP2114在时域中产生3.9 mV p-p输出纹波，接近于采用20 MHz带宽设置测得的频域值4 mV p-p。

　　图12. 开关节点（1）和输出纹波（2）

　　测量开关瞬变

　　开关瞬变的能量较低，但是频率成分比输出纹波高。这种情况会在开关转换过程中发生，通常标准化为包含纹波的峰峰值。图13显示使用带有长接地引线的标准示波器探针与使用50Ω同轴端接电缆（500 MHz带宽）的开关瞬变测量结果对比。通常，由长接地引线造成的接地环路会产生比预期更高的开关瞬变。

　　图13. 开关节点（1）、标准示波器探针（3）、50Ω同轴端接（2）

　　结论

　　设计与优化低噪声、高性能转换器的系统电源时，输出纹波和开关瞬变测量方法是非常重要的考虑因素。这些测量方法可实现精确、可再现的时域和频域结果。在较宽的频率范围内测量低电平信号时，维持50Ω的环境非常重要。进行这项测量的一种简单的低成本方法是使用合理端接的50Ω同轴电缆。这种方法可用于各类开关调节器拓扑结构。