電源完整性 (PI) 是電子行業(yè)中廣泛使用的一個術語，可分析系統(tǒng)內(nèi)部電源從源端向負載轉(zhuǎn)換和傳輸?shù)男?。隨著數(shù)字信號速率的不斷提升，特別是提升到 10Gbps 以上數(shù)量級后，電源完整性的測量成為關鍵測試項目之一。

　　測量內(nèi)容

　　PARD  — 周期和隨機偏差，描述了在其他所有參數(shù)均為常數(shù)時直流輸出與直流平均值的偏差，用來衡量直流輸出經(jīng)過電壓調(diào)整和濾波電路之后所殘留的多余的交流和噪聲分量。

　　負載響應  —指一個靜態(tài)或瞬態(tài)負載，根據(jù)預先確定的負載可以衡量電源維持在指定輸出電壓范圍內(nèi)的能力。通常要測量電源在基于負載的預定義建立頻段內(nèi)的瞬態(tài)恢復時間。

　　噪聲  — 直流電源與標稱值的偏差。包括隨機噪聲 ( 如熱噪聲 )、雜散信號 ( 例如相鄰電路或 PARD 和負載響應中的開關耦合 )。

　　時域分析

　　實時示波器是用來進行電源噪聲測量的常用工具，但是不能忽略的是，實時寬帶數(shù)字示波器以及其探頭都有其固有的噪聲。

　　對于電源紋波噪聲的測試，通常需要注意以下幾點：

　　盡量不使用 8bits 示波器

　　盡量使用專用的電源測試探頭

　　盡量使用小衰減比的探頭

　　盡量使用示波器最小量程以降低示波器本底噪聲；

　　探頭的接地線盡量短，構(gòu)成的環(huán)路面積盡可能小

　　根據(jù)需要使用帶寬限制功能,低通濾波器和高通濾波器，甚至帶通濾波器。

　　頻域分析

　　電源完整性分析對象主要是電源分配網(wǎng)絡 PDN（Power Distribution Network）。要衡量 PDN 性能，只用示波器測試 CPU 和 IC 管腳的電源紋波和噪聲是不夠的，要用到網(wǎng)絡分析儀。

　　用網(wǎng)絡分析儀去測試 PDN，有兩大挑戰(zhàn)：

　　1、PDN 的輸出阻抗和傳輸阻抗是毫歐級的，想準確測試，是一件比較困難的事情。

　　2、PDN 工作時是帶直流電壓的，即帶偏置的，需要網(wǎng)絡分析儀有偏置測量的功能。

　　測量技巧

　　1.       選擇噪聲最低的示波器測量路徑（圖4）

　　2.       通過限制帶寬來減少測量系統(tǒng)噪聲（圖5）

　　3.       使用 1:1 衰減器來減少測量系統(tǒng)噪聲（圖6）

　　4.       使用探頭偏置來提高動態(tài)范圍（圖7）

　　5.       正確地使用隔直器（圖8）

　　6.       盡量減少電源加載示波器和探頭的需要（圖9）

　　7.       使用 FFT 進行深入分析（圖10）

　　8.       觸發(fā)可疑的干擾源，并使用平均值法減少無關噪聲（圖11）

　　9.       使用足夠的帶寬來捕獲令人困擾的瞬態(tài)和噪聲（圖12）

　　10.   充分利用專為電源噪聲測量而設計的電源探頭（圖13）

　　然而，掌握了上述技巧，并不意味著你就能解決電源完整性測量這一高速數(shù)字電路領域的大難題。如何快速而準確地搭建電源完整性測量系統(tǒng)？如何恰當?shù)剡x擇測量工具和儀器來完成電源完整性的測量？如何保證測量結(jié)果的精準而有效？1月7日西安，1月12日武漢，1月14日南京，是德科技為您揭曉！