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標(biāo)題: 低噪聲紋波探頭對電路設(shè)計(jì)重要性闡述 [打印本頁]

作者: PRBTEK 時(shí)間: 2021-8-19 10:37
標(biāo)題: 低噪聲紋波探頭對電路設(shè)計(jì)重要性闡述

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低噪聲紋波探頭測量正變得越來越困難，面對這樣的問題，如何才能保證系統(tǒng)的每個(gè)部分都獲得正確的功率，來滿足其需求？

我們首先要考慮以下幾項(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。我們在分析配電網(wǎng)絡(luò)時(shí)，更多地是把它作為傳輸線環(huán)境來看待，考察的是交叉耦合、線路阻抗和共振區(qū)。

必須注意，電源轉(zhuǎn)換器件的基礎(chǔ)開關(guān)頻率可能相對較慢，但邊沿速度和上升時(shí)間一般要快得多，以幫助降低開關(guān)損耗。這些邊沿和其他干擾源可能會激發(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)的問題。泰克提供1GHz和4GHz低噪聲紋波探頭，直接滿足了這一求。

二、管理測量系統(tǒng)和環(huán)境噪聲

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

為測量這一特點(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量帶來的噪聲也應(yīng)非常小。測量設(shè)備增加的噪聲越小，看到的信號即器件實(shí)際行為的信心也就會越高。

通道 1( 黃色軌跡 ) 是一條沒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。

三、選擇適合的示波器輸入耦合設(shè)置

許多設(shè)計(jì)擁有大容量供電電壓，會通過各種DC/DC轉(zhuǎn)換器濾除獲得各種IC和系統(tǒng)要求的供電電壓。一般來說，大容量供電電壓要比IC需要的電壓高出很多倍。

數(shù)據(jù)中心通常會通過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)，可以幫助工程師識別從其他電壓域傳遞過來的噪聲。

汽車信息娛樂供電系統(tǒng)示意圖服務(wù)器供電系統(tǒng)示意圖

正因如此，選擇的探頭必需提供足夠的偏置，來查看配電網(wǎng)絡(luò)中測試的所有軌道。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，其消除了信號的DC成分，但這也會擋住可能發(fā)生的低頻事件，比如電壓衰落。

以上內(nèi)容由普科科技PRBTEK整理，公司致力于示波器測試附件配件研發(fā)、生產(chǎn)、銷售，涵蓋產(chǎn)品包含電流探頭、差分探頭、高壓探頭、無源探頭、電源紋波探頭、柔性電流探頭、近場探頭、邏輯探頭、功率探頭和光探頭等，滿足客戶多樣化測試需求。普科科技PRBTEK官網(wǎng)：www.prbtek.com

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