电源纹波通常指叠加在直流输出上的周期性交流分量，以及随机的宽带噪声。本文将深入探讨电源纹波如何通过传导、辐射及PSRR（电源抑制比）有限等路径，劣化精密测量仪器的精度和信噪比（SNR）。

一、电源纹波的来源和特性

开关电源纹波

特点：包含高频开关频率基波（通常50kHz~5MHz）及其谐波，以及由于电感电流纹波导致的尖峰。

形态：通常呈锯齿波或带有高频阻尼振荡的方波毛刺。如图：

工频干扰

特点：50Hz/60Hz及其倍频，主要来源于市电耦合或地环路引入。

形态：正弦波或畸变正弦波。

负载瞬态响应

特点：当内部数字电路（如FPGA、MCU）或射频功放瞬间抽取大电流时，电源反馈环路响应滞后产生的电压跌落与过冲。

二、作用机理：纹波如何“污染”信号

有限电源抑制比

如图，精密运放AD823AARZ-R7的PSRR频率特性曲线。

曲线显示在低频（<100Hz）时PSRR可达90dB，随着频率升高（>10kHz），PSRR急剧下降至60dB。这表明高频纹波即使幅度很小，也可能等效为较大误差。

所以，高频时等效输入噪声从 0.316μV 变为 10μV，放大了约31.6倍。

串扰与地弹

在混合信号系统中，数字部分的瞬态电流通过共享的电源平面或地平面阻抗，产生噪声电压。这种噪声通过电容耦合或公共阻抗耦合进入模拟前端。

三、抑制策略与工程实践

电源架构优化

采用 “开关电源 + 低压差线性稳压器” 的级联架构是业界标准。第一级采用效率高的DC-DC架构，第二级采用PSRR高的LDO，滤除DC-DC的残余纹波。

滤波网络设计

在电源轨进入精密模拟器件之前，构建Π型滤波器（可用磁珠加电容构建）。

PCB布局要求

1) 分区隔离：严格区分模拟电源平面（AVCC）和数字电源平面（DVCC）。两者在源端（LDO输出端）通过0Ω电阻或磁珠单点连接。

2)   Kelvin连接：对于基准源和高精度ADC，采用开尔文（Kelvin）连接法，即电源的反馈采样点必须取自负载端，而非LDO输出端，以补偿PCB走线上的压降。

3) 回路最小化：去耦电容必须紧贴芯片电源引脚，且电容的地端应通过过孔直接连接至低阻抗地平面，减小寄生电感。

针对由于开关电源带来的纹波，改善后近似一条干净的直线。