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力科示波器根底使用系列之十 — 电源噪声勘探

在板级的电源噪声测试时,选择准确的探测方案是非常关键的,在笔者的《电源噪声测量的挑战及解决之道》中,详细的介绍了电源纹波、电源噪声

在板级的电源噪声测验时,挑选精确的勘探计划是十分要害的,在笔者的《电源噪声丈量的应战及解决之道》中,具体的介绍了电源纹波、电源噪声、电源配送网络(Power Distribution Network,简称PDN)的相关概念以及引荐的电源噪声测验计划,读者也可参阅PI牛人Istvan Novak的这篇文章(见参阅文献一),他引荐在板级丈量PDN噪声的最佳计划也是用1:1的无源50欧传输线探头,在文中,运用了三种计划丈量主板上CPU的电源噪声,最佳的计划仍是1倍衰减的无源50欧传输线探头,如图1所示。

运用无源的50欧传输线探头时,示波器的通道设为DC50欧;由所以在板级丈量电源噪声,运用带宽500MHz以上的示波器即可;采样率为2.5GSa/s,能够完成1.25G的奈奎斯特带宽;示波器时基设为1ms/div,能够一次捕获10ms时长的信号,完好的丈量1个工频周期内的噪声(沟通电50Hz经过AC-DC-DC转化后,整流与稳压后为100Hz,其周期为10ms),此刻,示波器的存储深度为25Mpts。

无源50欧传输线探头
在电源噪声测验时,勘探点一般为接近IC的电源和地焊盘,比方IC邻近的去耦电容的两个pin。一种办法是直接焊接同轴电缆到POWER和GND的焊盘上测验电源噪声,这是一种低成本的计划,缺陷是每丈量一次都需求从头焊接,功率较低;

另一种代替的计划是运用定制的无源传输线探头。如图2所示为和创定制的无源传输线探头,其探针可直接点测0603电容的两头,丈量电源噪声十分方便快捷。该探头有直流耦合和沟通耦合两种挑选,假如运用的示波器有必要隔直后丈量电源噪声,能够运用后者。

关于低电压电源的噪声测验,以下为各种测验计划,排前面的为优选的测验计划。

1. 低噪声12位ADC示波器(比方HDO4000) + 1倍衰减无源传输线探头

2. 惯例8位ADC示波器 + 1倍衰减无源传输线探头

3. 惯例8位ADC示波器 + 隔直电容 + 1倍衰减无源传输线探头

运用计划3的原因是:因为部分实时示波器的笔直刻度为5mV/div时,偏置电压在1V以内,无法丈量高于1V的电源噪声,所以,需求运用隔直电容阻隔电源噪声的直流成份后再丈量。这种测验办法的缺陷为隔直电容可能会影响测验成果,挑选不同的电容可能有不同的测验成果,接下来将剖析不同隔直电容时的噪声测验成果,供读者参阅。

从电路理论来剖析,在图3中的隔直电容与示波器的50欧电阻组成的电路是一个带通滤波器,在低频时,可疏忽电容的等效串联电感ESL,隔直电容与示波器通道的50欧电阻组成RC电路,其低频的3dB到频率为,跟着频率升高,电容的ESL以及探头中的寄生电感的影响越来越大,电感的感抗跟着频率添加而增大,其高频的3dB到频率跟探头和电容的寄生电感相关,接下来咱们运用SP%&&&&&%E软件来仿真三种不同隔直%&&&&&%时的频响曲线。

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