電源完整性,顧名思義,就是描述對(duì)電子系統(tǒng)內(nèi)從源頭輸送到負(fù)載的功率的功效的研究。但隨著目前數(shù)字信號(hào)速率的不斷提升,電源完整性的精確測(cè)量變得越發(fā)困難。
那今天就從電源紋波和噪聲測(cè)量說起,通常,紋波和噪聲被認(rèn)為可以互換,但是它們代表了不一樣的測(cè)試方式,需要使用不同的方法和技術(shù)進(jìn)行測(cè)量。比如,當(dāng)討論和開關(guān)穩(wěn)壓器相關(guān)的紋波和噪聲時(shí),通常認(rèn)為紋波信號(hào)是在濾除開關(guān)信號(hào)和峰值噪聲或者與切換邊沿有關(guān)的振鈴之后產(chǎn)生的。
通常,工程師選擇示波器+探頭的方式做電源紋波和噪聲的時(shí)域測(cè)量。拿一個(gè)電子產(chǎn)品的供電系統(tǒng)來舉例。在做一個(gè)產(chǎn)品定型前,需要確定這個(gè)產(chǎn)品所需要的最基本的功能模組,然后確認(rèn)各個(gè)部件所需的供電系統(tǒng)所需層面和路徑的時(shí)候,會(huì)預(yù)先根據(jù)相應(yīng)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),指定一個(gè)Power Tree。正如你所看到的這樣,一個(gè)主干道有很多分支,分支上再有分支,一直到末端。
用時(shí)域儀器進(jìn)行測(cè)量的時(shí)候,要適應(yīng)各種直流電壓范圍,示波器自身和探頭對(duì)被測(cè)信號(hào)的影響要盡量達(dá)到最小,當(dāng)然,還有What If分析。我們以1.1V電源軌上的紋波和噪聲測(cè)量為例,將時(shí)域測(cè)試挑戰(zhàn)細(xì)化如下:
?
探頭的衰減倍率
?
探頭+示波器的量測(cè)帶寬
?
示波器的垂直分辨率
?
探頭的DCoffset
?
量測(cè)系統(tǒng)的隔直器和相應(yīng)的去嵌考量
?
提供What If分析思路,預(yù)估改善了PI問題后,對(duì)SI帶來多大的裕量提升
What If 分析,大家可能不太熟悉,這里多說幾句,在完成電源紋波和噪聲測(cè)試后,工程師通常要想辦法降低紋波和噪聲,那首先要找到源頭,然后再判斷是否值得花精力和時(shí)間降低來自某個(gè)源頭的串?dāng)_噪聲,即要提前預(yù)估當(dāng)改善了來自某個(gè)源頭的串?dāng)_后,會(huì)對(duì)數(shù)字信號(hào)的信號(hào)完整性帶來多大的裕量提升。
使用MXR或EXR系列示波器、N7020A電源軌探頭、D9010POWA軟件,可很好地解決上面提出的各項(xiàng)挑戰(zhàn),下面的左圖中,1.10V Supply with 115mVpp Noise是待測(cè)件上實(shí)際的帶紋波和噪聲的供電,是用MXR示波器結(jié)合N7020A電源軌探頭完成的。
右邊的兩個(gè)圖,是進(jìn)一步結(jié)合D9010POWA的電源完整性軟件,完成What If分析,右上圖是由這個(gè)PI的問題所帶來的SI信號(hào)完整性的眼圖,該例中,Data Line眼圖眼寬僅為73ps。右下圖,是通過D9010POWA軟件剔除了這個(gè)1.1V上的串?dāng)_噪聲之后,預(yù)估出的信號(hào)完整性提升后的眼圖,該例中,變?yōu)?14ps的信號(hào)眼寬,實(shí)現(xiàn)了提前得知PI的改善后,會(huì)對(duì)SI的裕量帶來多大的提升的預(yù)估。
敲黑板劃重點(diǎn):
電源完整性測(cè)試和相關(guān)眼圖的What If分析
?
使用MXR或EXR示波器,配合N7020A的電源完整性探頭,可解決時(shí)域信號(hào)量測(cè)的挑戰(zhàn),包括:
◎ 低探頭衰減比(1.1:1)
◎探頭高帶寬(2GHz)
◎ 探頭具備直流偏置功能(±24VDCoffset)
?
使用D9010POWA軟件,實(shí)現(xiàn)電源完整性和信號(hào)完整性的問題互調(diào),即What If 分析:
◎預(yù)估改善了電源完整性問題后,對(duì)信號(hào)完整性產(chǎn)生的裕量提升
◎定位串?dāng)_問題的主要來源
-
示波器
+關(guān)注
關(guān)注
113文章
6150瀏覽量
184101 -
穩(wěn)壓器
+關(guān)注
關(guān)注
24文章
4181瀏覽量
93409 -
電源完整性
+關(guān)注
關(guān)注
8文章
206瀏覽量
20689 -
電源紋波
+關(guān)注
關(guān)注
5文章
207瀏覽量
16318
原文標(biāo)題:6月2日 | 從時(shí)域的角度看電源完整性——讓串?dāng)_無處躲藏
文章出處:【微信號(hào):KeysightGCFM,微信公眾號(hào):是德科技快訊】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。
發(fā)布評(píng)論請(qǐng)先 登錄
相關(guān)推薦
評(píng)論