力科示波器基础应用系列之十 --- 电源噪声探测

2015-06-16 09:12:54   来源:ednchina   

关键字: 力科  示波器  电源噪声探测

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、电源配送网络(Power Distribution Network,简称PDN)的相关概念以及推荐的电源噪声测试方案,读者也可参考PI牛人Istvan Novak的这篇文章(见参考文献一),他推荐在板级测量PDN噪声的最佳方案也是用1:1的无源50欧传输线探头,在文中,使用了三种方案测量主板上CPU的电源噪声,最佳的方案还是1倍衰减的无源50欧传输线探头,如图1所示。
图 1 :电源噪声测试的最佳方案

 

使用无源的50欧传输线探头时,示波器的通道设为DC50欧;由于是在板级测量电源噪声,使用带宽500MHz以上的示波器即可;采样率为2.5GSa/s,可以实现1.25G的奈奎斯特带宽;示波器时基设为1ms/div,可以一次捕获10ms时长的信号,完整的测量1个工频周期内的噪声(交流电50Hz通过AC-DC-DC转换后,整流与稳压后为100Hz,其周期为10ms),此时,示波器的存储深度为25Mpts。

无源50欧传输线探头
在电源噪声测试时,探测点通常为靠近IC的电源和地焊盘,比如IC附近的去耦电容的两个pin。一种方法是直接焊接同轴电缆到POWER和GND的焊盘上测试电源噪声,这是一种低成本的方案,缺点是每测量一次都需要重新焊接,效率较低;

另一种替代的方案是使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电容的两端,测量电源噪声非常方便快捷。该探头有直流耦合和交流耦合两种选择,如果使用的示波器必须隔直后测量电源噪声,可以使用后者。

图 2:使用和创的无源50欧传输线探头测量

 

对于低电压电源的噪声测试,以下为各种测试方案,排前面的为优选的测试方案。

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

2. 常规8位ADC示波器 + 1倍衰减无源传输线探头

3. 常规8位ADC示波器 + 隔直电容 + 1倍衰减无源传输线探头

使用方案3的原因是:由于部分实时示波器的垂直刻度为5mV/div时,偏置电压在1V以内,无法测量高于1V的电源噪声,所以,需要使用隔直电容隔离电源噪声的直流成份后再测量。这种测试方法的缺点为隔直电容可能会影响测试结果,选择不同的电容可能有不同的测试结果,接下来将分析不同隔直电容时的噪声测试结果,供读者参考。

图 3:加入隔直电容测量电源噪声

 

从电路理论来分析,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,可忽略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截至频率为\,随着频率升高,电容的ESL以及探头中的寄生电感的影响越来越大,电感的感抗随着频率增加而增大,其高频的3dB截至频率跟探头和电容的寄生电感相关,接下来我们使用SPICE软件来仿真三种不同隔直电容时的频响曲线。

[1] [2]

Warning: Invalid argument supplied for foreach() in /Data/webapps/cms/SSI/relative_news_SSI.php on line 56

Warning: Invalid argument supplied for foreach() in /Data/webapps/cms/SSI/relative_news_SSI.php on line 76

Warning: Invalid argument supplied for foreach() in /Data/webapps/cms/SSI/relative_news_SSI.php on line 56

Warning: Invalid argument supplied for foreach() in /Data/webapps/cms/SSI/relative_news_SSI.php on line 76

Warning: Invalid argument supplied for foreach() in /Data/webapps/cms/SSI/relative_news_SSI.php on line 56

Warning: Invalid argument supplied for foreach() in /Data/webapps/cms/SSI/relative_news_SSI.php on line 76

Warning: file_put_contents(/Data/webapps/cms/SSI/../caches/cache_relativedata/http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2015/0616/article_11984.html) [function.file-put-contents]: failed to open stream: No such file or directory in /Data/webapps/cms/phpcms/libs/functions/global.func.php on line 2150
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

推荐阅读

编辑:什么鱼
本文引用地址: http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2015/0616/article_11984.html
[发表评论]
[加入收藏]
[打印本页]
[关闭窗口]
[返回顶部]
[RSS订阅]
小广播
每日新闻
最热点击
本周热门资源推荐
EEWORLD独家
论坛精华
精选博文