电源完整性测试的正确打开方式

　　电源完整性 (PI) 是电子行业中广泛使用的一个术语，可分析系统内部电源从源端向负载转换和传输的效率。随着数字信号速率的不断提升，特别是提升到 10Gbps 以上数量级后，电源完整性的测量成为关键测试项目之一。

　　测量内容

　　PARD  — 周期和随机偏差，描述了在其他所有参数均为常数时直流输出与直流平均值的偏差，用来衡量直流输出经过电压调整和滤波电路之后所残留的多余的交流和噪声分量。

　　负载响应  —指一个静态或瞬态负载，根据预先确定的负载可以衡量电源维持在指定输出电压范围内的能力。通常要测量电源在基于负载的预定义建立频段内的瞬态恢复时间。

　　噪声  — 直流电源与标称值的偏差。包括随机噪声 ( 如热噪声 )、杂散信号 ( 例如相邻电路或 PARD 和负载响应中的开关耦合 )。

　　时域分析

　　实时示波器是用来进行电源噪声测量的常用工具，但是不能忽略的是，实时宽带数字示波器以及其探头都有其固有的噪声。

　　对于电源纹波噪声的测试，通常需要注意以下几点：

　　尽量不使用 8bits 示波器

　　尽量使用专用的电源测试探头

　　尽量使用小衰减比的探头

　　尽量使用示波器最小量程以降低示波器本底噪声；

　　探头的接地线尽量短，构成的环路面积尽可能小

　　根据需要使用带宽限制功能,低通滤波器和高通滤波器，甚至带通滤波器。

　　频域分析

　　电源完整性分析对象主要是电源分配网络 PDN（Power Distribution Network）。要衡量 PDN 性能，只用示波器测试 CPU 和 IC 管脚的电源纹波和噪声是不够的，要用到网络分析仪。

　　用网络分析仪去测试 PDN，有两大挑战：

　　1、PDN 的输出阻抗和传输阻抗是毫欧级的，想准确测试，是一件比较困难的事情。

　　2、PDN 工作时是带直流电压的，即带偏置的，需要网络分析仪有偏置测量的功能。

　　测量技巧

　　1.       选择噪声最低的示波器测量路径（图4）

　　2.       通过限制带宽来减少测量系统噪声（图5）

　　3.       使用 1:1 衰减器来减少测量系统噪声（图6）

　　4.       使用探头偏置来提高动态范围（图7）

　　5.       正确地使用隔直器（图8）

　　6.       尽量减少电源加载示波器和探头的需要（图9）

　　7.       使用 FFT 进行深入分析（图10）

　　8.       触发可疑的干扰源，并使用平均值法减少无关噪声（图11）

　　9.       使用足够的带宽来捕获令人困扰的瞬态和噪声（图12）

　　10.   充分利用专为电源噪声测量而设计的电源探头（图13）

　　然而，掌握了上述技巧，并不意味着你就能解决电源完整性测量这一高速数字电路领域的大难题。如何快速而准确地搭建电源完整性测量系统？如何恰当地选择测量工具和仪器来完成电源完整性的测量？如何保证测量结果的精准而有效？1月7日西安，1月12日武汉，1月14日南京，是德科技为您揭晓！