測試電源和信號完整性時需要解決的5個關鍵問題
發布時間:2021-05-06 來源:泰克科技 責任編輯:wenwei
【導讀】使用基於示波器的解決方案來測試電源和信號完整性存在一些測試挑戰,必須考慮並解決這些測試挑戰才能獲得最佳性能。
首先讓我們定義一下什麼是電源和信號完整性。信號完整性(SI)分析集中在發射機、參考時鍾、信道和接收機在誤碼率(BER)方麵的性能。電源完整性(PI)側重於電源分配網絡 (PDN) 提供恒定、幹淨的電源和低阻抗返回路徑的技術。SI和PI具有廣泛的相互依賴性。PDN會引起噪聲和抖動。電路設計和組件,如芯片封裝、引腳、導線、過孔、連接器等,會影響PDN的阻抗,從而影響供電質量。
我(wo)們(men)知(zhi)道(dao),從(cong)電(dian)源(yuan)引(yin)入(ru)噪(zao)聲(sheng)和(he)抖(dou)動(dong)會(hui)導(dao)致(zhi)高(gao)速(su)串(chuan)行(xing)網(wang)絡(luo)中(zhong)的(de)誤(wu)碼(ma)率(lv),這(zhe)至(zhi)少(shao)會(hui)降(jiang)低(di)嵌(qian)入(ru)式(shi)係(xi)統(tong)的(de)效(xiao)率(lv)。在(zai)最(zui)壞(huai)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia),可(ke)能(neng)會(hui)導(dao)致(zhi)在(zai)關(guan)鍵(jian)任(ren)務(wu)環(huan)境(jing)中(zhong)出(chu)現(xian)錯(cuo)誤(wu)比(bi)特(te)或(huo)錯(cuo)誤(wu)的(de)數(shu)據(ju)。
電(dian)源(yuan)完(wan)整(zheng)性(xing)不(bu)僅(jin)僅(jin)是(shi)將(jiang)電(dian)壓(ya)保(bao)持(chi)在(zai)適(shi)當(dang)的(de)範(fan)圍(wei)內(nei)。電(dian)源(yuan)完(wan)整(zheng)性(xing)是(shi)確(que)保(bao)應(ying)用(yong)於(yu)電(dian)路(lu)或(huo)設(she)備(bei)的(de)電(dian)源(yuan)適(shi)合(he)於(yu)電(dian)路(lu)或(huo)設(she)備(bei)的(de)預(yu)期(qi)性(xing)能(neng),其(qi)目(mu)的(de)是(shi)保(bao)持(chi)從(cong)供(gong)電(dian)到(dao)耗(hao)電(dian)的(de)電(dian)能(neng)質(zhi)量(liang),實(shi)現(xian)可(ke)接(jie)受(shou)的(de)電(dian)源(yuan)完(wan)整(zheng)性(xing)意(yi)味(wei)著(zhe)噪(zao)聲(sheng)水(shui)平(ping)在(zai)規(gui)定(ding)的(de)允(yun)許(xu)範(fan)圍(wei)內(nei)。
隨(sui)著(zhe)電(dian)氣(qi)元(yuan)件(jian)被(bei)要(yao)求(qiu)在(zai)更(geng)小(xiao)的(de)電(dian)路(lu)板(ban)上(shang)執(zhi)行(xing)更(geng)多(duo)的(de)功(gong)能(neng),這(zhe)一(yi)點(dian)變(bian)得(de)越(yue)來(lai)越(yue)重(zhong)要(yao)。隨(sui)著(zhe)尺(chi)寸(cun)的(de)不(bu)斷(duan)縮(suo)小(xiao)和(he)複(fu)雜(za)性(xing)的(de)增(zeng)加(jia),嵌(qian)入(ru)式(shi)係(xi)統(tong)越(yue)來(lai)越(yue)接(jie)近(jin)電(dian)源(yuan)輸(shu)送(song)路(lu)徑(jing)或(huo)電(dian)源(yuan)完(wan)整(zheng)性(xing)組(zu)件(jian)。
在測試和分析電源完整性和信號完整性的過程中,攻克一些需要解決的關鍵問題是非常重要的。在這裏,我們解決其中的五個問題。
1.濾掉AC-DC電(dian)源(yuan)轉(zhuan)換(huan)中(zhong)的(de)紋(wen)波(bo)。在(zai)這(zhe)裏(li),設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)需(xu)要(yao)保(bao)持(chi)最(zui)佳(jia)的(de)電(dian)源(yuan)質(zhi)量(liang),確(que)保(bao)包(bao)含(han)的(de)任(ren)何(he)一(yi)種(zhong)開(kai)關(guan)紋(wen)波(bo)都(dou)不(bu)會(hui)被(bei)漏(lou)到(dao)下(xia)遊(you),同(tong)時(shi)保(bao)持(chi)高(gao)效(xiao)率(lv)。設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)必(bi)須(xu)確(que)保(bao)高(gao)效(xiao)率(lv)/低噪聲的直流轉換,為整個電源分配網絡 (PDN)供電,確保電源噪聲 (PSN)保持在最低限度。
2.直流-直流電源轉換。在電源的這一階段,設計人員要向最後級或負載點 (POL) 元件提供電源。其中最敏感的電源包括高速ADC模數轉換器、FPGA內核和數字信號處理器(DSP)的電源。一個嵌入式設計可能會有1000多個電壓和接地平麵,以便在元件間傳遞功率。處理不同電壓水平下的不同負載也是一個挑戰。

3.測量係統對結果的影響。這包括正在使用的範圍,不同的測量方法、探(tan)頭(tou),以(yi)及(ji)任(ren)何(he)在(zai)探(tan)針(zhen)尖(jian)前(qian)使(shi)用(yong)的(de)適(shi)配(pei)器(qi)。了(le)解(jie)這(zhe)些(xie)是(shi)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)的(de),這(zhe)樣(yang)就(jiu)可(ke)以(yi)知(zhi)道(dao)它(ta)們(men)對(dui)測(ce)量(liang)的(de)影(ying)響(xiang)。其(qi)中(zhong)一(yi)個(ge)例(li)子(zi)是(shi)增(zeng)加(jia)任(ren)何(he)探(tan)頭(tou)引(yin)線(xian),都(dou)會(hui)降(jiang)低(di)測(ce)量(liang)係(xi)統(tong)的(de)總(zong)帶(dai)寬(kuan)。探(tan)針(zhen)連(lian)接(jie)的(de)便(bian)利(li)性(xing)與(yu)性(xing)能(neng)之(zhi)間(jian)有(you)一(yi)定(ding)權(quan)衡(heng),所(suo)以(yi)了(le)解(jie)任(ren)何(he)連(lian)接(jie)器(qi)的(de)帶(dai)寬(kuan)和(he)共(gong)模(mo)抑(yi)製(zhi)很(hen)重(zhong)要(yao)。
4.信xin號hao完wan整zheng性xing與yu電dian源yuan完wan整zheng性xing。由you於yu電dian源yuan完wan整zheng性xing和he信xin號hao完wan整zheng性xing都dou會hui相xiang互hu影ying響xiang,因yin此ci了le解jie相xiang互hu之zhi間jian如ru何he影ying響xiang,測ce量liang是shi至zhi關guan重zhong要yao。其qi中zhong一yi個ge的de噪zao聲sheng會hui影ying響xiang另ling一yi個ge,你ni需xu要yao了le解jie這zhe些xie測ce量liang之zhi間jian的de差cha異yi,以yi確que定ding噪zao聲sheng源yuan的de根gen本ben原yuan因yin。設she計ji人ren員yuan需xu要yao在zai時shi域yu和he頻pin域yu內nei對dui敏min感gan電dian源yuan上shang的de紋wen波bo進jin行xing關guan聯lian。
5.器(qi)件(jian)在(zai)整(zheng)個(ge)頻(pin)率(lv)範(fan)圍(wei)內(nei)的(de)響(xiang)應(ying)。所(suo)有(you)的(de)器(qi)件(jian)都(dou)會(hui)在(zai)一(yi)個(ge)頻(pin)率(lv)範(fan)圍(wei)內(nei)變(bian)化(hua),了(le)解(jie)阻(zu)抗(kang)以(yi)及(ji)電(dian)源(yuan)下(xia)的(de)元(yuan)件(jian)在(zai)該(gai)頻(pin)率(lv)範(fan)圍(wei)內(nei)的(de)變(bian)化(hua)是(shi)很(hen)重(zhong)要(yao)的(de)。這(zhe)用(yong)來(lai)決(jue)定(ding)保(bao)持(chi)電(dian)源(yuan)所(suo)需(xu)的(de)基(ji)本(ben)諧(xie)振(zhen)頻(pin)率(lv)。

信號完整性和電源完整性通常被認為是單獨的學科,但我們已經看到,需要很好地理解它們的差異,以解決這五個關鍵挑戰。MSO6Bxiliehunhexinhaoshiboqikeyizuoweizheyangdebiyaogongju,zaiyiyushiyongdechumopinghuanjingzhongtongshimanzuzhelianggexuekedeceshixuqiu。xianglejiegengduoguanyudoudongfenxidexinxi,qingguankanwomenguanyuzhenduandianyuanwanzhengxinghexinhaowanzhengxingwentidewangluoyantaohui。
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