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RT-ZPR系列探头测试电源噪声方案


  来源: 上海咏绎科技有限公司 时间:2021-01-27 编辑:清风
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电源噪声是叠加在芯片直流电压上的噪声,为此需要将示波器的偏置电压设到与直流电压相等的水平,再测量电源的噪声。例如某芯片的供电电压是3.3V,首先将示波器的偏置电压调到3.3V,然后再测试3.3V直流电源上的噪声波动,但是示波器在该偏置电压的垂直挡位会受限,一般只能到20mV/div,用来测试mV级别的电源噪声,会带来很大的误差。


为了解决类似问题,有的工程师使用隔直电容去除直流,但会导致直流电源压缩和丢失低频漂移信息。如果电容值选取不当,还会影响高频能量。


图5 示波器的偏置补偿能力受限


图6 隔直电容影响低频信息


3.4 探头的探接方式



电路形态各异,需要有更灵活的方法来进行信号的探接。探接的稳定性和寄生参数对被测电源电路的影响不可忽视,所以需要尽量贴近芯片的管脚,并使用短地线。


图7 贴近芯片管脚,使用短地线


3.5 示波器的FFT能力


由于电源分布网络PDN会受到干扰噪声的来源,因此需要示波器具有强大的FFT分析能力,以便分析的干扰噪声的频率,进而排查噪声的源头。


图8 FFT分析电源噪声的频谱


4、罗德与施瓦茨(R&S)的芯片电源测试方案


为了准确地测量芯片的电源噪声,罗德与施瓦茨公司(R&S公司)提供了示波器主机和Power Rail电源轨探头。


4.1 测试仪器


R&S公司推出的RTO/RTE系列示波器,具有百uV级别底噪,在标称带宽内具有1mV/div的垂直挡位(硬件实现,非放大),并具有强大的具备硬件数字下变频器(DDC)实现的准实时频谱分析功能,可以帮助工程师准确地测量电源噪声,并排查干扰噪声的来源。


图9 RTO示波器(左)和RTE示波器(右)


Power Rail电源轨探头RT-ZPR20(2GHz) / RT-ZPR40(3.5GHz)具有优异的性能,专门为电源测试量身打造。


在2GHz/3.5GHz带宽内具备标准化的衰减比,保证能够测试到GHz带宽mV级别的电源噪声;

探头内置+/-60V的偏置能力,提升测试系统的偏置补偿能力;

探头具有50 kΩ 的高直流输入阻抗,可最大程度地降低对待测电源的干扰;

探头内部集成式 16 位数字电压计功能可同步读取每路电源的直流电压数值,并可一键精准设置示波器的偏置电压;

专用的同轴探测线缆可焊接到电源滤波电容的两端,标配的点测附件则便于PCB上不同位置的轻松探测。


图10 RT-ZPR20/40关键参数


图11 RTO-ZPR20/40的各种连接方式与带宽


4.2 测试实例


下面介绍利用RTO示波器和 Power Rail电源轨探头RT-ZPR20测试电源噪声,并排查噪声来源的实例。


图12 一次探接便可从时频域测试电源噪声

关键词:探头 测试 电源噪声 方案    浏览量:43678

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