低噪聲紋波探頭的應(yīng)用，探頭對測試的重要性

當(dāng)今大多數(shù)電子設(shè)計都要求不同的供電電壓才能正確運行。事實上，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。

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，面對挑戰(zhàn)，怎樣才能保證系統(tǒng)的每個部分都獲得正確的功率，來滿足其需求？必須考慮以下幾項因素：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，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)。

必需注意，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，是每個電源的容限越來越緊張。

為測量這一特點，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（藍色軌跡）是輸入短路的?TPR1000。注意在?1GHz?帶寬時， 探頭只給示波器輸入增加了?17μV?的噪聲。

對儀器和連接的任何探頭進行基準(zhǔn)噪聲測量，可以讓用戶了解整體系統(tǒng)噪聲性能。簡單的測量，比如在沒有應(yīng)用信號時輸入上存在的電壓的峰峰值和RMS，可以迅速比較探測系統(tǒng)的附加噪聲。

三、選擇適當(dāng)?shù)氖静ㄆ鬏斎腭詈显O(shè)置

許多設(shè)計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。例如，汽車會把12V DC轉(zhuǎn)換成不到1V的供電電壓，滿足信息娛樂和人身安全系統(tǒng)中的處理器運行需求。

數(shù)據(jù)中心中通常會通過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。

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。這很難實現(xiàn)，因為許多示波器前端根據(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。

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