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淺析電源噪聲的探測方案

作者: 時(shí)間:2017-03-23 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò ) 收藏
在板級的電源噪聲測試時(shí),選擇準確的探測方案是非常關(guān)鍵的,在《電源噪聲測量的挑戰及解決之道》中,已經(jīng)詳細的介紹了電源紋波、電源噪聲、電源配送網(wǎng)絡(luò )(Power Distribution Network,簡(jiǎn)稱(chēng)PDN)的相關(guān)概念以及推薦的電源噪聲測試方案,在文中,使用了三種方案測量主板上CPU的電源噪聲,最佳的方案還是1倍衰減的無(wú)源50歐傳輸線(xiàn)探頭,如圖1所示。

使用無(wú)源的50歐傳輸線(xiàn)探頭時(shí),示波器的通道設為DC50歐;由于是在板級測量電源噪聲,使用帶寬500MHz以上的示波器即可;采樣率為2.5GSa/s,可以實(shí)現1.25G的奈奎斯特帶寬;示波器時(shí)基設為1ms/div,可以一次捕獲10ms時(shí)長(cháng)的信號,完整的測量1個(gè)工頻周期內的噪聲(交流電50Hz通過(guò)AC-DC-DC轉換后,整流與穩壓后為100Hz,其周期為10ms),此時(shí),示波器的存儲深度為25Mpts。

無(wú)源50歐傳輸線(xiàn)探頭

在電源噪聲測試時(shí),探測點(diǎn)通常為靠近IC的電源和地焊盤(pán),比如IC附近的去耦電容的兩個(gè)pin。一種方法是直接焊接同軸電纜到POWER和GND的焊盤(pán)上測試電源噪聲,這是一種低成本的方案,缺點(diǎn)是每測量一次都需要重新焊接,效率較低;

另一種替代的方案是使用定制的無(wú)源傳輸線(xiàn)探頭。如圖2所示為和創(chuàng )定制的無(wú)源傳輸線(xiàn)探頭,其探針可直接點(diǎn)測0603電容的兩端,測量電源噪聲非常方便快捷。該探頭有直流耦合和交流耦合兩種選擇,如果使用的示波器必須隔直后測量電源噪聲,可以使用后者。

對于低電壓電源的噪聲測試,以下為各種測試方案,排前面的為優(yōu)選的測試方案。

1. 低噪聲12位ADC示波器(比如HDO4000) + 1倍衰減無(wú)源傳輸線(xiàn)探頭

2. 常規8位ADC示波器 + 1倍衰減無(wú)源傳輸線(xiàn)探頭

3. 常規8位ADC示波器 + 隔直電容 + 1倍衰減無(wú)源傳輸線(xiàn)探頭

使用方案3的原因是:由于部分實(shí)時(shí)示波器的垂直刻度為5mV/div時(shí),偏置電壓在1V以?xún)?,無(wú)法測量高于1V的電源噪聲,所以,需要使用隔直電容隔離電源噪聲的直流成份后再測量。這種測試方法的缺點(diǎn)為隔直電容可能會(huì )影響測試結果,選擇不同的電容可能有不同的測試結果,接下來(lái)將分析不同隔直電容時(shí)的噪聲測試結果,供讀者參考。


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