今天的電路需要復(fù)雜的電源系統(tǒng)。電壓低于 1.2 V 的電源管理設(shè)備對噪聲高度敏感，輕微的變化都會產(chǎn)生誤碼。配電網(wǎng)絡(luò) (PDN) 上的噪聲測量是調(diào)試和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵要素。在本文中，我們將描述與 PDN 測量相關(guān)的挑戰(zhàn)。

當(dāng)心射頻拾音器

來自 EMI/RFI 的噪聲是最重要的挑戰(zhàn)，即使在 1.5 V 電池的電壓測量中也很明顯。在電池的內(nèi)部電化學(xué)反應(yīng)和由于探測而產(chǎn)生的一點(diǎn)電流之間，我們應(yīng)該預(yù)計(jì)電壓軌跡上會有一些適度的噪聲。

嘗試將電池放入支架并探測其端子；您會驚訝于示波器屏幕上出現(xiàn)的噪聲量。圖 1 中的頂部軌跡是電池的電壓軌跡（品紅色，ch2）。作為參考，底部軌跡（黃色，ch1）顯示了示波器的本底噪聲測量值以供參考。兩條軌跡使用相同的垂直標(biāo)??度。電池的痕跡顯示其電壓存在高水平噪聲，遠(yuǎn)超預(yù)期。平均電壓為 1.56 V ，噪聲PK-PK為33 mV 。

圖 1. 1.5V 電池的初始測量結(jié)果顯示了噪聲（上跡線）和示波器的本底噪聲（下跡線）。顯然，外部噪聲已經(jīng)進(jìn)入了測量系統(tǒng)。

一個(gè)有用的一致性檢查是在頻域中查看該信號（圖 2）。從全頻譜頻率圖（上跡線），我們看到噪聲確實(shí)是寬帶噪聲，達(dá)到了示波器的全帶寬（在本例中為 1 GHz），沒有任何衰減跡象。

圖 2 中下方的軌跡顯示了噪聲頻譜的前 100 MHz 的放大視圖。它揭示了噪聲中的清晰峰值，奇怪的是，它幾乎剛好從 15 MHz 開始，然后是 30 MHz、45 MHz，依此類推。這無疑是來自外部源的 RF 噪聲。顯而易見的補(bǔ)救措施是正確屏蔽電池（圖 3），確保屏蔽層連接到探頭的回線。

在圖 4的下方軌跡中，與添加屏蔽層的區(qū)別非常顯著。屏蔽將噪聲從大約 -60 dBm 的范圍降低到 -100 dBm 的范圍，降低了 4 倍，幅度約為 45 nV。

作為最后的健全性檢查，讓我們將具有適當(dāng)屏蔽的電池噪聲與示波器的本底噪聲測量進(jìn)行比較（圖 5）。示波器本底噪聲在 Ch1（黃色，下跡線）上，電池在 Ch2（品紅色，上跡線）上，它們幾乎相同。

因此，每當(dāng)您使用屏蔽良好的同軸電纜連接以外的任何方式探測低電平信號時(shí)，您都會受到干擾。任何與 DUT 屏蔽分開的外露導(dǎo)體都將起到天線的作用。

EMI-RFI 拾音器通常具有寬帶特性。為了盡量減少這方面的影響，您的探頭尖端應(yīng)盡可能設(shè)計(jì)成同軸電纜。該尖端中的任何電感都會降低您的測量帶寬，并可能導(dǎo)致您的測量出現(xiàn)一些振鈴。更糟糕的是，你會得到“天線效應(yīng)”，探頭容易受到 EMI/RFI 拾取。確保示波器和 DUT 之間的連接看起來盡可能像同軸連接。

在測試設(shè)計(jì)方面，如果您可以以微同軸連接器的形式向電路板添加測試點(diǎn)，然后將同軸電纜連接到這些點(diǎn)，那么您將大大減少任何潛在的 EMI/RFI您的電源軌測量值。

審核編輯：劉清