一、影响电源噪声测验成果的首要要素
影响电源噪声测验成果的首要要素有:在电源噪声测验中,一般有如下几个问题导致丈量不精确:
l是否需求添加20MHZ的滤波
l示波器的量化差错
l运用衰减因子大的探头丈量小电压
l探头的GND和信号两个勘探点的距离过大
1、是否需求添加20MHZ的滤波
曩昔咱们在进行电源纹波测验过程中,因为电源导致的噪声频率一般比较低,因而一般默许需求加20MHZ的滤波,意图是滤除高于20MHZ以上的噪声,来验证首要因为电源要素引起的噪声巨细。但是在实践情况下,往往还需求验证在所有频段上电源上的噪声情况如何,因而咱们需求提早弄清楚是否需求添加20MHZ的滤波。如下图所示为某DDR2/DDR3对电源纹波的要求:
图1某DDR2的手册对电源噪声的要求
图2某DDR3的手册对电源噪声的要求
2、量化差错
示波器存在量化差错,一般实时示波器的ADC为8位,把模拟信号转化为2的8次方(即256个)量化的等级,当显现的波形只占屏幕很小一部分时,则增大了量化的距离,减小了精度,精确的丈量需求调理示波器的笔直刻度(必要时运用可变增益),尽量让波形占满屏幕,充分利用ADC的笔直动态规模。在图3中蓝色波形信号(C3)的笔直刻度是赤色波形(C2)四分之一,对两个波形的上升沿进行扩大(F1=ZOOM(C2), F2=ZOOM(C3)),然后对扩大的波形作长余辉显现,能够看到,右上部分的波形F1有较多的阶梯(即量化等级),而右下部分波形F2的阶梯较少(即量化等级更少)。假如对C2和C3两个波形丈量一些笔直或水平参数,能够发现占满屏幕的信号C2的丈量参数计算值的标准偏差小于后者的。说明晰前者丈量成果的一致性和精确性。
别的为了愈加精确的丈量小电压的电源噪声,能够挑选运用具有更高ADC位数的示波器,如力科新推出的12位HRO系列的示波器。
3、防止运用衰减因子大的探头丈量小电压
一般丈量电源噪声,运用有源或许无源探头,勘探某芯片的电源引脚和地引脚,然后示波器设置为长余辉形式,最后用两个水平游标来丈量电源噪声的峰峰值。这种办法有一个问题是,惯例的无源探头或有源探头,其衰减因子为10,和示波器衔接后,笔直刻度的最小档位为20mV,在不运用DSP滤波算法时,探头的本底噪声峰峰值约为30mV。以DDR2的1.8V供电电压为例,假如按5%来算,其答应的电源噪声为90mV,探头的噪声现已挨近待测验信号的1/3,所以,用10倍衰减的探头是无法精确测验1.8V/1.5V等小电压。在实践测验1.8V噪声时,笔直刻度一般为5-10mV/div之间。
关于小电源的电压测验,咱们引荐衰减因子为1的无源传输线探头。运用这类探头时,示波器的最小刻度可达2mV/div,不过其动态规模有限,偏移的可调规模约束在+/-750mV之间,所以,在丈量常见的1.5V、1.8V电源时,需求隔直电路(DC-Block)后再输入到示波器。
如图4为力科的PP066传输线探头,该探头的地与信号的距离可调理,探头的地针可弹性缩短,操作起来十分便利。经过同轴电缆加隔直模块后衔接到示波器通道上。
在电源噪声测验中,还存在示波器通道输入阻抗挑选的争议。示波器的通道有DC50/DC1M/AC1M三个选项可选(关于高端示波器,或许只要DC50一个选项)。一些工程师以为应该运用1M欧的输入阻抗,另一些以为50欧的输入阻抗更适宜。
在测验中咱们发现:假如运用1倍衰减的探头测验,当示波器通道输入为1M欧时,一般其丈量出的电源噪声大于50欧输入阻抗的。原因是:高频电源噪声从同轴电缆传输到示波器通道后,当示波器输入阻抗是50欧时,同轴电缆的特性阻抗50欧与通道的彻底匹配,没有反射;而通道输入阻抗为1M欧时,适当所以高阻,依据传输线理论,电源噪声产生反射,这样,导致1M欧输入阻抗是测验的电源噪声高于50欧的。所以,丈量小电源噪声引荐运用50欧的输入阻抗。