Целостность питания в электронных устройствах
Точные измерения для обеспечения целостности питания ваших электронных устройств
В современных плотно интегрированных электронных устройствах применяются низкие уровни напряжения и компоненты с очень жесткими допусками на колебания питания. В связи с этим анализ рабочих характеристик силового контура печатной платыявляется важным элементом проектирования схемы. Если ранее измерения уровня пульсаций мощности, шума и переходных процессов во временной области служили адекватным подходом, сегодня не менее важны измерения в частотной области, так как они позволяют выявлять нежелательные связи с сигналами, вызывающие скачки мощности. Дополнительный фактор, который необходимо принимать во внимание, заключается в том, что во время переходных процессов (например, при включении питания или изменениях нагрузки) возможны высокочастотные характеристики на частотах до нескольких сотен МГц, ввиду которых шины питания работают как линии передачи и оказывают влияние на целостность сигнала.
Для сигналов с очень низким уровнем напряжения в диапазоне нескольких милливольт в шинах питания 1–3 В очень сложно обеспечить точные измерения во временной области в целях обнаружения уровня пульсаций, шума и переходных процессов. Подходящий осциллограф с пробникамидолжен иметь значительно более низкий уровень собственных шумов, чем ожидаемый размах шума, так как это необходимо для точных измерений уровня пульсаций. Высокая скорость сбора данных, высокая разрядность АЦПи широкая полоса пропускания важны для регистрации быстрых помех и переходных процессов. Для исследования нежелательных связей сигналовс шиной питания и результирующих гармоник в частотной области осциллограф должен иметь мощный алгоритм БПФ с широкой полосой пропускания. Скорость переключения источника питания может находиться в диапазоне нескольких кГц, поэтому быстрые изменения фронта вызывают гармоники в диапазоне нескольких МГц. Рабочие характеристики пробника имеют важное значениекак неотъемлемая часть прибора.
Кроме того, силовой контурдолжен иметь низкий импеданс в диапазоне нескольких миллиомов, при этом импеданс в идеальном случае не должен изменяться при изменении частоты. Для исследования импеданса в переходных процессах рекомендуется использовать анализатор цепей с требуемым динамическим диапазоном для измерения низких импедансов и с требуемым диапазоном частот для включения гармоник до нескольких сотен МГц, а также подходящие пробники.
