一、电源输出的直流电压是由交流电压经整流、滤波、稳压后得到的。由于滤波不干净，直流电平之上就会附着包含周期性与随机性成分的杂波信号，输出直流电压中的交流成分的峰值就是通常所说的纹波电压。
b.较高的纹波可能会产生浪涌电压或电流，因此导致电气设备运行不正常或加速设备老化；
d.纹波还会给通信、测量和计量仪器、仪表带来噪音干扰，破坏信号的正常测量、计量，甚至损坏设备。所以在制作电源的时候，我们都要考虑将纹波降低到百分之几以下，对纹波要求高的设备要考虑把纹波降低到更小。
1） 靠连法使用带有地线环的示波器探头，将探针非间接接触正输出的管脚，线环非间接接触负输出的管脚，这是由于使得环路尽量短，这样从示波器中读出的峰值为输出线上的纹波与噪声。如下图
2） 直接法将地线环直接与负输出的管脚连接，利用探头接地环进行输出端测试。
测量纹波时候，必须要格外注意的是：要清楚纹波的带宽上限，纹波为低频噪声，所以一般在测量时，要先打开示波器的带宽限制功能，把带宽限制在20MHz，直接用探头的屏蔽地和输出地连接，减少因地线过长产生的环路干扰。
一般在探头接入点的位置并联一个0.1uF的的瓷片电容和一个10uF电解电容，滤除外界干扰信号防止进入示波器，注意下电容耐压要高于被测电压。如果示波器探头不是非间接接触输出点，应该用双绞线Ω同轴电缆方式测量。用50Ω 1:1的同轴线的探头测量更精准一些。
示波器调为AC耦合，调出峰-峰值来读取纹波测量值。同时注意下电源在不同的输入电压纹波值是不一样的，低温条件下纹波更明显，会稍差一些。如下图供参考。
电源纹波指标是开关电源模块或者 DC/DC 的一项很重要的参数。电源纹波能理解为电源模块包括 VRM 的输出电压的波动，和复杂的供电网络无关，或是说电源输出的源端的电压的波动。
而电源噪声则是指电源模块工作在实际产品系统中，经过供电分布网络将电源能量输送到芯片管脚处，在芯片管脚处的电压的波动，或者简单说是电源输出的末端的电压的波动。电源噪声从输出端经过供电网路 (PDN) 传输后到芯片管脚除了电源本身的纹波之外可能增加或者耦合进了其它电路部件的干扰比如时钟的串扰，以及电路本身工作过程中带来的其他噪声，典型的比如DDR 总线工作时的 SSN 噪声 ( Simultaneous Switching Noise ) 或者地弹 ( Ground Bounce ) 等。
通常电源纹波频率由 MOSFET 切换频率决定，在几百 KHz 到MHz 级别，时钟串扰带来的电源噪声频率则在几十 MHz 到百MHz 左右，而 SSN 噪声则与总线或者信号传输的切换频率有关，最高可能达 GHz 级别，比如 DDR4 总线GHz左右。因此可见电源纹波通常在低频段，而电源噪声则要考虑到更高频段。
干净的电源是数字电路稳定工作的前提，为确保电源供应的质量，必须对电源的纹波和噪声做测量。传统上，工程师通常只是对电源纹波做测量而忽视电源噪声的测量。而随着近几年电路集成规模和信号频率的日益提高以及对低功耗的追逐，导致信号环境日趋复杂，同时信号幅度和电源供电幅度均一下子就下降，相应地对电源纹波和噪声的要求日益提高。
事实上，近年来随着高速串行信号速率发展到几十个 Gbps，电源完整性的重要性正在日益凸显。电源纹波和噪声的干扰是影响高速数字串行总线传输质量的重要的因素之一，电源纹波和噪声的测试是电源完整性的一个重要方面。
工欲善其事，必先利其器。为了测试到 2GHz 左右的电源噪声首先您必须有一台带宽达 2GHz 的高精度低噪声示波器和探头组合，其次您还要掌握一定的测试技巧。
如上图所示，被测信号在耦合探头和示波器前端的噪声后最终在示波器上显示的波形也许与原始形状发生很大的变化，也就是说由于测量系统的原因带来非常大的测试误差。如果发生这种情况，显然测量工作反而会带来严重的误导！
另外进行电源纹波和噪声测试推荐采用衰减比为 1:1 的示波器探头，因为 1:1 衰减比的探头对信号没有衰减那么在示波器里也不会再进行放大，因此不会放大示波器前端的本底噪声。如下图示，采用最常见的 10:1 衰减探头信号噪声明显偏大，另外如果示波器本身的垂直刻度最小可设置为 1mV/Div，那么采用 10:1 探头则垂直刻度会自动设置为 10mV/Div，如果想测试 10mV 级别的纹波或噪声显然精度是没办法保证的，而采用 1:1 探头时垂直刻度则依然可以最小设置到 1mV/Div。
图 4. N7020A 探头和 N7021A 焊接前端示意图其次推荐一款专用的电源纹波和噪声测试探头—K e y s i gh t N7020A。该探头具有最高 2GHz 带宽，衰减比 1:1 左右，探头本身可设置 ±24V 垂直偏移，且其本身阻抗为 50KΩ@DC。采用 N7021A 焊接电缆时 N7020A 探头带宽可达 2GHz 确保能支持测试到 2GHz 电源噪声，是目前业界最高带宽的电源纹波和噪声测试探头。±24V 垂直偏移设置可以在测试时可以直接在示波器里设置 Offset 值到电源直流值，然后再调节示波器的垂直刻度到 mV 级以进行 10mV 量级的纹波和噪声测试。过去为了测试直流分量上的纹波或噪声小信号通常不得不在示波器上设置 AC 耦合方式，但是 AC 耦合在滤除直流分量的同时也会将低频噪声和漂移也滤除掉。50KΩ 的 DC 阻抗则确保探头对电源分配网络(PDN)足够高阻，以免探头在介入电路探测时分压以此来降低测量值。
N7020A探头除了提供高达 2GHz 带宽的 N7021A 焊接连接方式外，还提供了方便灵活的N7023A探头附件如下图示:
该附件组件提供了多种灵活的连接方式，如传统的探头针尖和短弹簧地针点测，以及双列直插连接和贴片器件夹，分别如下图左中右所示。经实际工程检验贴片器件夹最小可 0201 封装贴片器件。
基于上述 S204A 示波器和 N7020A 1:1 衰减比探头的测试组合，已经有了非常良好的测试精度保证，还有什么其它需要注意的几点需要我们来关注呢？
测试电源纹波能将示波器硬件带宽限制到 20MHz。主要是为了尽最大可能避免数字电路的高频噪声影响纹波的测量，尽量保证测量的准确性。如果开关频率较高，也可优先考虑设置示波器硬件带宽为 200 MHz。Keysight S 系列示波器内置了两档硬件带宽限制即20MHz 和 200MHz。内置的数学运算(Math-Low Pass Filter)还支持灵活的软件数字带宽限制。
比如测试 10mV 级的纹波和噪声，能调节垂直刻度到 1.5mV/Div，S 系列示波器每个通道都有专用的垂直刻度调节旋钮，该旋钮支持按压在粗调和微调之间切换。采用这一设置的目的是尽量用足示波器 ADC 的显示线. 设置示波器的波形采集或捕获方式为 12bit 高分辨率模式。
高分辨率模式(High Resolu tion Mode)相对一般采样模式(Sampling Mode)主要是将若干个采样点组成一组做平均，将这个平均值作为采样结果保存到采样存储器中，因此这是示波器的显示采样率会下降。这种平均类似滤波的效果，可以大大降低示波器的噪声。鉴于纹波的重复性特征，还能够使用平均模式(Average)以获得更佳的测试和测量结果。必须说明的是，采用高分辨率模式时会降低示波器的数字带宽。因此在测试高频噪声和干扰时不建议采用高分辨率模式。4. 最后一点较为重要的就是探头接地线应尽量短。
以免接地线耦合其它干扰和噪声。长地线的寄生电感还会降低测试带宽。因此在 N7023A 的三种灵活测试组合中，采用探头针尖直接点测和短弹簧地针的组合效果最佳，当然采用双列直插连接和贴片器件夹的组合具有更佳的连接和测试方便性，因此有时需要在测试精度和连接方便性之间进行平衡。以上描述了推荐进行精确电源纹波和噪声测试的示波器和探头组合以及测试中的一些小技巧，这些是得到真实测量结果的基础和保证。在得到期望的波形后，又该怎么样做分析呢？
如果对信号进行 FFT 分析后，发现多种频率源的干扰，又该如何分别做定位和量化呢？
以下图为例，黄色 CH1 波形是测得的 3.3V 的电源信号，f2 是采用 Horz Gateing 函数运算得到的一段水平放形。对 CH1 信号进行 FFT 运算能够正常的看到其频谱中包含 2.8M 开关频率及其谐波分量和来自于 10MHz 时钟的干扰。
因此将 10 MHz 时钟信号接入到 CH2，并设置触发源为 CH2。那么其它干扰源耦合到电源上的噪声因为与 10 MHz 时钟无关具有随机性。设置示波器的采集模式为平均，比如 1024 次平均，随机信号就被滤除掉。这时就能清楚的辨别出 3.3V 电源信号上因为 10 MHz 时钟产生的噪声和干扰的幅度。如下图示:
开关稳压器将输入电压转换为更高或更低的输出电压，为此，需要用电感来暂时储存电能。电感的尺寸取决于开关稳压器的开关频率和流经电路的预期电流，究竟应如何正确选择电感值？能够正常的使用包含电感电流纹波的常用公式来确定电感值。
在大部分开关稳压器的数据手册，以及大部分应用笔记和其他说明文本中，电感电流纹波建议在标称负载工作的30%。这在某种程度上预示着在标称负载电流下，电感电流波峰和电感电流波谷分别比平均电流高15%和低15%。为何选择30%的电感电流纹波或电流纹波比(CR)能够说是不错的折衷方案？
图2. 标称负载下，纹波电流比为30%的电感电流纹波（红色）、小电感电流纹波（蓝色）和大电感电流纹波（绿色）。
图3显示相同的电路以部分标称负载作为输出电流（例如1A）运行时的情况。在高电感电流纹波下，如图3中的蓝色波形所示，电感会在每个周期完全放电。这一个模式称之为断续导通模式(DCM)。在这种模式下，控制环路的稳定性发生明显的变化，可能会产生更高的输出电压纹波。
图3. 部分负载下，纹波电流比为30%的电感电流纹波（红色）、小电感电流纹波（蓝色）和大电感电流纹波（绿色）。
所以需要采用一定的纹波电流比，以防止DCM。在纹波电流比为30%时，能得到不错的折衷结果。如果纹波电流比较低，即使在部分负载下，系统大部分时间也会在连续电流导通模式下运行。所以，通过对电路来优化，便可在该模式下运行。
纹波电流比低于30%时，电感尺寸更大，成本更高。因为储能设备的尺寸很大，负载瞬态响应会更低一些。例如，在快速断开高负载电流时，电感中存储的电能必须传输到某些地方。这会导致输出电容(COUT)两端的电压升高。电感中的电能越多，输出电压就越高。过压可能会损坏供电电路。
在权衡不同的电感电流纹波比的优缺点之后，我们得知，对于大部分应用，约30%左右的电流纹波比更为合用。但是，在有些情况下，也可以有所偏离，只要结果可接受。