原创 纹波(ripple)的定义

2009-11-10 20:13 2938 5 5 分类: 工程师职场
 
1 纹波(ripple)的定义  
    由于直流稳定电源一般是由交流电源经整流稳压等环节而形成的,这就不可避免地在直流稳定量中多少带有一些交流成
份,这种叠加在直流稳定量上的交流分量就称之为纹波。纹波的成分较为复杂,它的形态一般为频率高于工频的类似正弦波的
谐波,另一种则是宽度很窄的脉冲波。对于不同的场合,对纹波的要求各不一样。对于电容器老练来说,无论是那一种纹波,
只要不是太大,一般对电容器老练质量不会构成影响。而对程控机电源或音响设备中所使用的电源,由于宽度很窄的脉冲没有
足够的能量来推动喇叭的纸盆或话机的听筒而形成杂音。因此对于这种窄脉冲的要求可以放宽。
    而对于音频范围内的类似正弦波的纹波信号,虽然其幅度不是太高,但其能量却使喇叭或听筒发生嗡嗡的杂音。因此对这
种形态的纹波应有一定的要求,而对于用于一些控制的场合,由于窄脉冲达到一定的高度会干扰数字或逻辑控制部件,使设备
运行的可靠性降低,因此对这种窄脉冲的幅度应有一定的限制,而对类似正弦波的纹波,一般由于其幅度较低,对控制部件的
干扰不大。
    纹波的表示方法可以用有效值或峰值来表示,可以用绝对量,也可以用相对对量来表示。例如一个电源工作在稳压状态,
其输出为100V5A,测得纹波的有效值为10mV,这10mV就是纹波的绝对量,而相对量即 纹波系数=纹波电压/输出电压
=10mv/100V=0.01%,即等于万分之一。

2 纹波(ripple)的定义 补充  
  纹波就是一个直流电压中的交流成分。直流电压本来应该是一个固定的值, 但是很多时候它是通过交流电压整流、滤波后
得来的,由于滤波不干净,就 会有剩余的交流成分,即便如此,就是用电池供电也因负载的波动而产生波纹。事实上,即便
是最好的基准电压源器件,其输出电压也是有波纹的。
要体验,可以用示波器来看,就会看到电压上下轻微波动,就 像水纹一样,所以叫做纹波。
一般使用交流毫伏表来测量纹波电压,因为交 流毫伏表只对交流电压响应,并且灵敏度比较高,可测量很小的交流电压,而
纹波往往是比较小的交流电压。如果没有交流毫伏表,也可使用示波器来测量。将示波器的输入设置为交流耦合,调整Y轴增
益,使波形大小合适, 读出电压值,可估算出纹波电压的大小。
纹波电压会影响系统的工作,带来噪声。所以电源要有足够的滤波措施, 以将纹波限制在一定的幅度以内。
   
  
3 纹波(ripple)与谐波的比较谐波与纹波的比较
  
谐波简单地说,就是一定频率的电压或电流作用于非线性负载时,会产生不同于原频率的其它频率的正弦电压或电流的现
象。  
纹波是指在直流电压或电流中,叠加在直流稳定量上的交流分量。  
它们虽然在概念上不是一回事,但它们之间有联系。如电源上附加的纹波在用电器上很容易产生各频率的谐波;电源中各频率
谐波的存在无疑导致电源中纹波成分的增加。  
除了在电路中我们所需要产生谐波的情况以外,它主要有以下主要危害:  
1、使电网中发生谐振而造成过电流或过电压而引发事故;  
2、增加附加损耗,降低发电、输电及用电设备的效率和设备利用率;  
3、使电气设备(如旋转电机、电容器、变压器等)运行不正常,加速绝缘老化,从而缩短它们的使用寿命;  
4、使继电保护、自动装置、计算机系统及许多用电设备运转不正常或不能正常动作或操作;  
5、使测量和计量仪器、仪表不能正确指示或计量;  
6、干扰通信系统,降低信号的传输质量,破坏信号的正常传递,甚至损坏通信设备。  
纹波的害处:  
1、容易在用电器上产生谐波,而谐波会产生较多的危害;  
2、降低了电源的效率;  
3、较强的纹波会造成浪涌电压或电流的产生,导致烧毁用电器;  
4、会干扰数字电路的逻辑关系,影响其正常工作;  
5、会带来噪音干扰,使图像设备、音响设备不能正常工作。  
总之,它们在我们不需要的地方出现都是有害的,需要我们避免的。对于如何抑制和去除谐波和纹波的方式方法有很多,但想
完全消除,似乎是很难办到的,我们只有将其控制在一个允许的范围之内,不对环境和设备产生影响就算达到了我们的目
的。
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