【RS示波器10周年专题系列】之 快速准确的电源完整性测量

  浏览量2024-08-12 作者: 半导体功率

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  电源完整性(Power Integrity,简称PI),分析从DC/DC转换器的输出到芯片,板卡和系统的直流电源支路的信号质量,确保在系统工作时电源噪声能获得有效控制,并充分抑制芯片工作时引起的电压波动、辐射和串扰,为整个电路系统提供一个稳定可靠的电源分布网络(Power Distribution Network,简称PDN)。电源完整性直接决定了产品的性能,如整机可靠性、高速数据传输的误码率、RF信号系统的相位噪声以及EMI/EMC等重要指标。

  当前,用户对供电电源测试的要求明显提升。尤其是在嵌入式设计领域,设计人员通过集成慢慢的变多的功能模块到极小的空间,进而降低系统功耗。电源完整性测试在此类应用中便可不可或缺。

  电源分布网络需求的不断的提高,导致电源轨电压(rail voltage)和容差越来越小,因此,很多工程师对电源完整性进行精确测量也变的越来越困难。过去,任意示波器都能够测量5V电源轨上10%容差的涟波(ripple),因为500mV要求原高于示波器的噪声位准(noise level);但现在,无论使用何种示波器都难以测量1V电源轨上2%容差的涟波电压。

  您好,想请教一个问题,当电源电压降低且容差范围低至1%至 2%,让我难以精准测量仪器及探头噪声。如果要查看快速边沿对应的谐波成分以及在电源路径上耦合的更高频率成分时,需要怎么办?

  对低电压直流电源上的纹波、噪声及瞬态来测试是大多数示波器面临的挑战。您的这个测试需求需要示波器具备更高的测量带宽。

  您不需再额外添置示波器,RT-ZPR20电源完整性探头就是专为测量直流电源上叠加的较小交流电成分而设计的,在这方面能节约您的采购成本。

  用于测量电源完整性的示波器通常具有两种信号路径阻抗,其中50Ω阻抗通常噪声更小,且支持示波器全带宽,会比1MΩ路径上的噪声要小1/2-1/3,因此50Ω路径是测量电源完整性的最佳选择。

  电源轨的输出阻抗通常为mΩ等级。对于没有一点探棒的缆线Ω的直流输入阻抗,会产生一些负载效应,从而会减小电源轨直流幅度值。使用专用电源完整性探头,可以最大限度地减低该问题的影响。

  有源低噪声的R&S®RT-ZPR20电源完整性探头可在全带宽下使 用SMA直连或SMA至同轴电缆连接器焊接到旁路电容器,或 连接到其他电路板连接点。

  R&S®RT-ZPR20标配宽带焊接式线 MHz的点测式 套件,便于在印刷电路板 (PCB) 上的不同位置轻松测量或使 用R&S®ProbeMeter验证直流电源。

  R&S®RT-ZPR20电源完整性探头与R&S®RTO以及R&S®RTE 数字示波器兼容。R&S®RTE (频率范围介于200 MHz至 2 GHz) 是提供高级分析功能的经济型深存储测试方案。R&S®RTO (频率范围介于600 MHz至6 GHz) 是提供更多顶级性能的测试方案。两种示波器都具备高达1000000 waveforms/s的快速波形捕获率,能够越来越好、更快地进行电源特性测量。

  该探头的衰减比为1:1,只会使示波器噪声增加10%;在 1 GHz 带宽、垂直刻度为1 mV/div的情况下,R&S®RTO的 噪声电压大约仅为120 μV;

  借助业内一流的内置偏置范围 (±60 V),您可通过示波器的最佳垂直灵敏度实现更低的噪声,以及更充分的利用示波器的ADC位数,进而实现更准确的测量。此外,使用偏置测量不同于交流耦合或隔直器件,能够直观显示直流成 分以及慢速漂移;

  这款探头具备较缓慢的滚降特性,提供2 GHz的带宽,便于捕获高频瞬态以及耦合信号 (最高2.4 GHz);

  它具备多种探头选件,50 kΩ直流输入阻抗可最大限度的降低对测量电源信号的干扰;

  集成式16位R&S®ProbeMeter电压计可同步读取每路电源的直流电数值,直流电测量精度典型值为0.05%。

  接下去的三个月里,我们的“掌上示波器图书馆”,将带您足不出户,全方位了解示波器的测试应用与使用进阶方法,同时,也欢迎各位一起参与R&S未来示波器的设计和优化。

  技术分享新一期话题【RTH手持示波器在浮地系统测试中的应用】即将上线,敬请关注。

  罗德与施瓦茨公司作为一家独立的国际性科技公司,为专业用户开发、生产以及销售创新的通信、信息和安全产品。公司主体业务领域包括测试与测量、广播电视与媒体、航空航天国防安全、网络信息安全并覆盖多个不一样的行业及政府市场分支。截止到2019年6月30日,罗德与施瓦茨公司员工人数约为12,000名。公司总部设在德国慕尼黑。全世界内,公司在70多个国家设有子公司并在亚洲和美国设有区域中心。

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