Измерительная задача
Токопроводящие дорожки на печатной плате, подключающие модуль регулятора напряжения (VRM или преобразователь постоянного тока) ко входу источника питания одного или нескольких контуров, обычно называются шиной питания. Совокупность таких дорожек характеризует цепь (систему) распределения питания (PDN) печатной платы.
В соответствии с целевым назначением цепь PDN должна иметь характеристический импеданс (волновое сопротивление) в диапазоне миллиом (мОм). В идеале импеданс не должен ни увеличиваться, ни уменьшаться при изменении частоты относительно своего номинального значения. Особенно важно провести анализ частотной характеристики PDN, поскольку ток, протекающий от VRM к обслуживаемым цепям, претерпевает переходные фазы (то есть при включении питания, при динамических нагрузках и т.д.), расширяя свой спектр до нескольких сотен мегагерц.
На этих частотах каждое межсоединение PDN начинает играть активную роль в передаче энергии, поскольку в зависимости от своих физических свойств они ведут себя как катушки индуктивности или конденсаторы. Шины питания сами по себе функционируют в качестве линий передачи данных, каждая из которых характеризуется собственными индуктивностью и емкостью. Ток, протекающий через эти резонирующие конструкции, часто вызывает проблемы в обслуживаемых цепях (например, проблемы с целостностью сигнала, электромагнитными излучениями и т. д.). Таким образом, точное измерение характеристик импеданса PDN имеет первостепенное значение, например, на этапах испытания и устранения неисправностей печатной платы.
Не каждый прибор способен выполнять измерения импеданса: некоторые не могут измерять низкие импедансы из-за ограниченного динамического диапазона, некоторые не могут выполнять развертку до требуемой частоты и ее гармоник, а некоторые не имеют подходящего интерфейса для подключения к печатной плате. Векторные анализаторы цепей (ВАЦ) обеспечивают все вышеперечисленное, однако точность их измерений импеданса напрямую связана с качеством согласования прибора и точностью измерения параметров отражения или передачи.
Обратите внимание, что для PDN ошибка на уровне 1 мОм может влиять на результат испытания по критерию «годен/не годен» . В связи с этим выбор соответствующего ВАЦ и надлежащей схемы измерения позитивно влияет на выход продукции за счет обеспечения низкой погрешности измерения, снижая вероятность ложных положительных результатов.