低噪聲紋波探頭的應(yīng)用，探頭對(duì)測(cè)試的重要性

當(dāng)今大多數(shù)電子設(shè)計(jì)都要求不同的供電電壓才能正確運(yùn)行。事實(shí)上，一塊電路內(nèi)部許多元器件都要求多種電壓，特別是高度集成的片上系統(tǒng)及多種技術(shù)接口在一起的微處理器設(shè)計(jì)。

DC?電源噪聲的組成成分

由于許多因素，執(zhí)行DC低噪聲紋波探頭測(cè)量正變得越來(lái)越困難，面對(duì)挑戰(zhàn)，怎樣才能保證系統(tǒng)的每個(gè)部分都獲得正確的功率，來(lái)滿(mǎn)足其需求？必須考慮以下幾項(xiàng)因素：1、帶寬要求2、系統(tǒng)噪聲和附加探頭噪聲3、AC或DC輸入耦合的影響4、低噪聲紋波探頭負(fù)載挑戰(zhàn)。

一、帶寬

現(xiàn)在，隨著設(shè)計(jì)尺寸和供電電壓縮小，容差也在縮小。我們?cè)诜治雠潆娋W(wǎng)絡(luò)時(shí)，更多地是把它作為傳輸線(xiàn)環(huán)境來(lái)看待，考察的是交叉耦合、線(xiàn)路阻抗和共振區(qū)。

必需注意，電源轉(zhuǎn)換器件的基礎(chǔ)開(kāi)關(guān)頻率可能相對(duì)較慢，但邊沿速度和上升時(shí)間一般要快得多，以幫助降低開(kāi)關(guān)損耗。這些邊沿和其他干擾源可能會(huì)激發(fā)配電網(wǎng)絡(luò)，以高得多的頻率產(chǎn)生噪聲和諧波。視目標(biāo)器件和電路功能，更高階諧波可能會(huì)干擾操作。

因此，選擇的示波器和探頭必須擁有足夠高的帶寬，以查看這些事件，診斷與高頻干擾有關(guān)的問(wèn)題。泰克提供1GHz和4GHz低噪聲紋波探頭，直接滿(mǎn)足了這一求。

二、管理測(cè)量系統(tǒng)和環(huán)境噪聲

隨著供電電壓變得越來(lái)越小，由于工藝形狀不斷縮小，必須進(jìn)行低噪聲測(cè)量，以查看DC電源上存在的小的方差。此外，許多設(shè)計(jì)對(duì)待功率完整性的態(tài)度越來(lái)越嚴(yán)肅。其帶來(lái)的影響之一，是每個(gè)電源的容限越來(lái)越緊張。

為測(cè)量這一特點(diǎn)，示波器不僅要有超低噪聲，以查看這些事件，而且連接到示波器上的任何探頭給測(cè)量帶來(lái)的噪聲也應(yīng)非常小。測(cè)量設(shè)備增加的噪聲越小，看到的信號(hào)即器件實(shí)際行為的信心也就會(huì)越高。通道?1(?黃色軌跡?)?是一條沒(méi)有輸入的示波器通道，通道?2（藍(lán)色軌跡）是輸入短路的?TPR1000。注意在?1GHz?帶寬時(shí)， 探頭只給示波器輸入增加了?17μV?的噪聲。

對(duì)儀器和連接的任何探頭進(jìn)行基準(zhǔn)噪聲測(cè)量，可以讓用戶(hù)了解整體系統(tǒng)噪聲性能。簡(jiǎn)單的測(cè)量，比如在沒(méi)有應(yīng)用信號(hào)時(shí)輸入上存在的電壓的峰峰值和RMS，可以迅速比較探測(cè)系統(tǒng)的附加噪聲。

三、選擇適當(dāng)?shù)氖静ㄆ鬏斎腭詈显O(shè)置

許多設(shè)計(jì)擁有大容量供電電壓，會(huì)通過(guò)各種DC/DC轉(zhuǎn)換器濾除獲得各種IC和系統(tǒng)要求的供電電壓。一般來(lái)說(shuō)，大容量供電電壓要比IC需要的電壓高出很多倍。例如，汽車(chē)會(huì)把12V DC轉(zhuǎn)換成不到1V的供電電壓，滿(mǎn)足信息娛樂(lè)和人身安全系統(tǒng)中的處理器運(yùn)行需求。

數(shù)據(jù)中心中通常會(huì)通過(guò)12、24或48V DC電源為服務(wù)器供電，然后再在主板上轉(zhuǎn)換成其他供電電壓。能夠查看鏈條上從供電輸出到IC引腳的每個(gè)環(huán)節(jié)，可以幫助工程師識(shí)別從其他電壓域傳遞過(guò)來(lái)的噪聲。

正因如此，選擇的探頭必需提供足夠的偏置，來(lái)查看配電網(wǎng)絡(luò)中測(cè)試的所有軌道。這很難實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樵S多示波器前端根據(jù)選擇的垂直靈敏度來(lái)限制提供的偏置。因此伏特/?格的設(shè)置越低，儀器的偏置越小。高衰減探頭通常擁有更多的偏置功能，但如前所示，其擁有的噪聲一般要高于低衰減探頭。

使用示波器AC耦合可以避免處理DC偏置，其消除了信號(hào)的DC成分，但這也會(huì)擋住可能發(fā)生的低頻事件，比如電壓衰落。

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