做過電源設計的朋友，基本都繞不開紋波測試這個環節。說起來這事兒不復雜——接上示波器，看個波形，完事兒。但你有沒有發現，同樣的電源，別人測出來紋波50mV，你測出來200mV；今天測80mV，明天測出來150mV。這不是玄學，大概率是你的測量方法有問題。
說實話，我帶過的工程師里，十個有八個在紋波測試上都踩過坑。今天就把這些坑都扒開來，咱們好好聊聊到底該怎么測。
很多人測紋波，直接抄起示波器探頭往板子上一戳，接地夾線一夾就開始看波形。問題就出在這個"接地夾線"上。
這條長長的接地線其實就是一個天線，開關電源的EMI噪聲、高頻諧波，全被它收進來了。你以為你在測紋波，其實你測的是一堆雜亂的噪聲疊加。20MHz以內的噪聲它能收，20MHz以外的高頻它也能收，最后出來的波形慘不忍睹。
按我的經驗，這種測量方式測出來的波形，噪聲能占總幅值的60%以上。
示波器的帶寬上限通常很高，100MHz、200MHz甚至更高。但測紋波根本不需要這么高的帶寬。
開關電源的開關頻率一般在100kHz到1MHz之間，開關諧波主要分布在幾MHz到幾十MHz范圍。如果你把示波器帶寬設成全開，那些和紋波無關的高頻噪聲全進來了。正確的做法是把帶寬限制在20MHz，既能覆蓋有用的紋波信號，又能濾掉大部分噪聲。
有些工程師測紋波，探頭隨便找個地方就測，或者干脆測在電感兩端。電感兩端的電壓波形？那可不是紋波，那是開關節點波形，尖峰能到幾MHz甚至幾十MHz，測出來的數據完全沒有參考價值。
真正該測的位置是電源的輸出電容兩端。這里才是紋波的真實反映。
這個問題問的人不多，但踩坑的人不少。
1x探頭沒有衰減，信號直接進入示波器，但示波器的輸入電容比較大，會影響測量；10x探頭有10倍衰減，輸入電容小，對電路影響小，但噪聲會被放大。
測紋波一般推薦用10x檔位。不過要注意，衰減比設置錯了，示波器顯示的數值會差10倍。
說了這么多錯誤做法，到底該怎么測？記住這幾條：
這是最關鍵的一步。買探頭的時候通常會附帶一個接地彈簧，把這個彈簧接在探頭尖端，替代原來的接地夾線。彈簧形成的環路面積只有幾毫米，引入的噪聲可以忽略不計。
如果沒有彈簧，用一段硬質銅絲自己彎一個也行，長度控制在1cm以內。
圖1：左側錯誤方法-長接地夾線；右側正確方法-接地彈簧
在示波器的通道設置菜單里，找到"帶寬限制"選項，選擇20MHz或者"低通"模式。有些示波器叫"Bandwidth Limit"，有些叫"HLimit"，找一下就能看到。
這一步能濾掉大部分和紋波無關的高頻噪聲。
探頭尖端接在輸出電容的正極，接地彈簧接在輸出電容的負極。如果電容是貼片的，探頭不好接觸，可以找附近離電容最近的測試點。
記住：電感旁邊不能測，芯片輸入輸出管腳也不能隨便測。
把探頭側面的檔位撥到10x，示波器也要相應設置成10x模式。這樣測量結果才是準確的。
示波器輸入耦合有三種模式：DC、AC、GND。測紋波選AC耦合，這樣可以把直流分量濾掉，只看交流成分。如果選了DC耦合，波形會帶著直流電平一起顯示，紋波的細節反而看不清楚。
同樣是測一個12V轉5V的DC-DC降壓電源，用錯誤的測量方法和正確的測量方法，測出來的波形能差多少？
圖2：錯誤測量 vs 正確測量的波形對比
錯誤方法：長接地夾線 + 全帶寬 + 電感附近測量 → 波形上全是毛刺和噪聲，峰峰值能到200mV以上，看著心驚肉跳。
正確方法：接地彈簧 + 20MHz帶寬限制 + 輸出電容兩端測量 → 波形干凈利落，峰峰值通常在30-50mV，這才是真實的紋波水平。
如果你之前測出來的紋波特別大，先別急著改電路參數，把測量方法檢查一遍，很可能是虛驚一場。
基礎測量方法掌握了，如果想測得更準確，可以看看這幾個進階技巧：
對于沒有地平面的板子，或者測量點距離示波器比較遠的情況，普通單端探頭測起來不方便。這時候可以上差分探頭。差分探頭兩個輸入端都浮空，不受接地限制，而且抗干擾能力更強。
當然，差分探頭價格不便宜，入門級也要幾百塊，有條件的話備一個很實用。
如果你的電路板上紋波和噪聲都比較嚴重，想定位噪聲是從哪里來的，可以用近場探頭配合頻譜分析功能。近場探頭能感應出附近的磁場變化，配合示波器的FFT功能，可以快速找到噪聲來源。
圖3：正確測量方法要點
電源的紋波大小和負載電流有關系。建議測試的時候分別測空載、輕載（20%負載）、滿載三種情況。有些電源在輕載時紋波反而更大，這和芯片的控制策略有關。
最后聊一個容易被混淆的概念：紋波和噪聲不是一回事。
開關紋波是由開關動作引起的周期性波動，頻率固定，和開關頻率或其諧波相關，幅度相對穩定。
噪聲則是隨機的、不規則的干擾，可能來自外部EMI、內部寄生參數耦合等多種因素，頻率成分復雜，幅度也可能波動。
從頻譜上看：紋波是離散的譜線，噪聲是連續的背景。
從時域上看：紋波是平滑的周期波形，噪聲則是密密麻麻的毛刺。
判斷電源是否合格，主要看紋波的峰峰值是否在設計指標范圍內，噪聲只要不影響系統正常工作就行。
測紋波這事，說難不難，說簡單也不簡單。關鍵就是幾個細節：
把這幾點做到位，你測出來的紋波數據才有參考價值。下次再測紋波的時候，先把這幾條過一遍，別一上來就懟著板子測。
