簡(jiǎn)要描述：
電源是集成電路設(shè)計(jì)中的一個(gè)需要嚴(yán)格控制的單元，越來越經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的微型控制器的市場(chǎng)增長(zhǎng)也同步增加了對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)的需求,，而且電源電壓也在下降,，電源電壓降低有助于降低功耗，當(dāng)今許多設(shè)計(jì)都是3.3 V,、1.8 V甚至1.1 V電源,。隨著這些電源電壓等級(jí)變得越來越低，電壓的公差要求也越來越嚴(yán),，偏差度已從10%下降到1%至5%,。
因此必須仔細(xì)檢查直流電源軌和電源線路的質(zhì)量和完整性，紋波,、噪聲和瞬態(tài)取決于這些電源軌,。在降低這些噪聲之前,，需要先測(cè)量它們，目標(biāo)是確保電源軌純凈,。從根本上說,，需要測(cè)量比直流信號(hào)更小、更快的交流信號(hào),。
挑戰(zhàn)：在大直流信號(hào)上測(cè)量微小交流信號(hào)
比如在下面電路中,，有一個(gè)直流信號(hào)和該直流信號(hào)頂部的容差帶。因此,，只要電壓保持在容差范圍內(nèi),，配電網(wǎng)絡(luò)就是允許的，如果超出了容限范圍,，就會(huì)失敗,，在這種情況下，將不得不去改善以降低噪聲,。在任何條件下,，都必須能夠看到和測(cè)量位于DC信號(hào)之上的AC信號(hào)，本應(yīng)用簡(jiǎn)介五個(gè)技巧,，可以幫助獲得AC信號(hào)的最佳測(cè)量結(jié)果,。
直流電源紋波和噪聲測(cè)試的5大技巧
技巧1：選擇前端噪聲低的示波器
所有示波器系統(tǒng)都會(huì)帶來一些噪聲，就像任何電子設(shè)計(jì)中的固有噪聲一樣,。問題是,，這臺(tái)儀器有多大的噪聲？示波器中的所有噪聲都會(huì)疊加在正在測(cè)量的信號(hào)之上,，這將對(duì)看到的測(cè)量結(jié)果值產(chǎn)生明顯差異,。
示波器設(shè)計(jì)各不相同，一些示波器使用經(jīng)濟(jì)的組件來降低成本,，但示波器越經(jīng)濟(jì),，前端噪聲就越大。但一些示波器,，例如Keysight InfiniVision HD 3系列,，具有極低的噪聲前端系統(tǒng)，可以用于更靈敏的測(cè)量,，例如電源完整性,。是德科技設(shè)計(jì)的定制組件確保該示波器不會(huì)影響敏感測(cè)量，例如電源軌上的紋波,，示波器系統(tǒng)的噪聲水平盡可能低,，這樣就不會(huì)掩蓋測(cè)試結(jié)果。
Keysight InfiniVision HD 3系列示波器的低底噪特性,，FFT變換后測(cè)試到（53 μV）的極低電壓信號(hào),。
技巧2：使用1：1探頭
示波器探頭有多種衰減比,，該比率決定了信號(hào)在測(cè)試前之前被劃分的等級(jí)。例如10：1探頭能夠測(cè)量超出示波器最大輸入范圍的信號(hào),。
衰減的缺點(diǎn)是,，相對(duì)于正在測(cè)量的信號(hào)大小，示波器噪聲的大小也會(huì)增加,。在下圖中,，10：1探頭和1：1探頭測(cè)量同一電源上的輸出紋波并用的相同設(shè)置。10：1探頭提高了測(cè)量值至少50%,，因?yàn)楦叩乃p比會(huì)降低信噪比,。當(dāng)噪聲可能存在問題時(shí)，1：1探頭可以更準(zhǔn)確地測(cè)量信號(hào),。
技巧3：使用示波器的50歐輸入阻抗
示波器測(cè)量路徑包括正在使用的示波器,、示波器輸入端口（50Ω或1 MΩ）以及接入信號(hào)的探頭。對(duì)于許多示波器來說,，50Ω輸入比1 MΩ輸入噪聲要更低,。
下圖顯示了50Ω輸入和1 MΩ輸入的基線噪聲。50歐（黃色）顯然較小,，在這種情況下，是更好的選擇,。
在不連接任何探頭的情況下檢查示波器端口的噪聲,。接下來，連接探頭,，將輸入短接至地（或在差分探頭上將輸入短接至地）,，并在連接探頭的情況下測(cè)量基線噪聲。
HD 3示波器的50Ω輸入與1 MΩ輸入的基線噪聲比較
技巧4：使用探頭偏置來增加測(cè)試動(dòng)態(tài)范圍
與直流信號(hào)相比,，直流電源上的紋波和噪聲很可能非常小,，是較小的交流信號(hào)疊加在相對(duì)較大的直流信號(hào)之上。偏置是一些示波器和有源探頭中的一項(xiàng)功能,，能夠從測(cè)量的信號(hào)中移除直流分量,。下圖顯示了使用和不使用探頭偏置的1.8 V電源上的噪聲測(cè)量結(jié)果。盡管大多數(shù)有源探頭都提供偏置功能,，但同時(shí)也具有很大的衰減比,，從而增加了示波器測(cè)量系統(tǒng)的噪聲。雖然隔直器也可以過濾直流分量,，但它也同時(shí)濾掉了信號(hào)中的低頻成分,。
技巧5：最大限度地降低示波器和探頭的負(fù)載影響圍
任何時(shí)候，當(dāng)一個(gè)示波器探測(cè)一個(gè)系統(tǒng)時(shí),，它都會(huì)因?yàn)闇y(cè)試點(diǎn)接觸而成為該系統(tǒng)的一部分,，這個(gè)接觸由于創(chuàng)建了額外的接地路徑從而改變了正在測(cè)量的系統(tǒng),。測(cè)量小信號(hào)時(shí)，目標(biāo)之一是盡可能地最大限度地減少測(cè)量系統(tǒng)的負(fù)載,。
在測(cè)量直流電源時(shí),，當(dāng)用戶將50Ω同軸電纜連接到電源和示波器的50Ω輸入端時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)過載的情況,。下圖是對(duì)電源軌測(cè)量的比較,，首先，使用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量了電源軌,，得到了3.31 V的結(jié)果,，接下來，用50 kΩ的輸入阻抗探測(cè)電源,，仍然得到3.31 V,，最后，通過示波器的50Ω輸入直接連接到被測(cè)電源,，測(cè)試電壓從3.31 V降到3.25 V,。有些電源有足夠的剩余容量來驅(qū)動(dòng)這個(gè)額外的負(fù)載，但有些則沒有,，這種額外的負(fù)載可能會(huì)影響集成電路的電源管理行為,。
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