Séquençage de puissance simple et analyse de l'ondulation du bruit avec les oscilloscopes MXO

Votre tâche

La mise sous ou hors tension d'une conception de circuit est essentielle pour un bon comportement de l'appareil et permet de s'assurer que les composants et certaines parties fonctionnent correctement dans les conditions de tension prévues. Un oscilloscope est idéal pour inspecter le comportement temporel dans des séquences de rail d'alimentation. Cependant, un oscilloscope 4 voies classique peut uniquement fournir une analyse limitée des circuits complexes. Des tensions de rail plus faibles et des tolérances plus étroites de 1 % à 2 % rendent souvent difficile le fait que les instruments puissent fournir des mesures précises du fait des bruits de l'instrument et du sondage. Des charges à commutation rapide et un couplage de bruit de fréquence élevé peuvent engendrer des soucis, en particulier avec des problèmes EMI.

Solution Rohde & Schwarz

La série d'oscilloscopes MXO 5 simplifie l'analyse de séquence de puissance avec un sondage facile de différents rails d'alimentation. Les huit voies analogiques et les 16 voies logiques permettent à l'oscilloscope de répondre aux besoins d'acquisitions les plus divers, pour des informations complètes sur plusieurs rails. Avec la mémoire la plus profonde de l’industrie en standard de 500 Mpoints par voie, l'oscilloscope est parfait pour la capture des séquences de mise sous / hors tension de l'ordre de la milliseconde, tout en maintenant la résolution d'échantillonnage pour les détails du signal.

En réduisant la bande passante dans l'analyse de l'ondulation du bruit, les échantillons du CAN sur 12 bits peuvent être améliorés à une résolution haute définition 18 bits (HD) pour des mesures précises. La sensibilité d'entrée élevée de l'instrument de l'ordre de 500 μV/div et une gamme de décalage ±5 V permettent aux utilisateurs d'analyser un rail 50 V DC (sonde 10:1) avec lez réglages de sensibilité verticale les plus élevés. En tirant parti des performances améliorées du terminal, l'architecture du MXO utilise un déclenchement basé sur l'échantillon avec une remarquable sensibilité < 0,0001 divisions verticales.

Avantages des oscilloscopes MXO

• Huit voies analogiques et 16 voies logiques numériques
• Mémoire de 500 Mpoints en standard par voie
• CAN sur 12 bits avec mode HD 18 bits
• Sensibilité 500 μV/div avec décalage ±5 V
• Déclenchement numérique implémenté

Considérations de la mesure de séquence de puissance

Des niveaux de tension précis avec une temporisation spécifique sont essentiels pour la fonctionnalité du circuit. Un séquençage de puissance en tant que test fondamental pour les circuits peut être un processus fastidieux lors du sondage et de la comparaison de plusieurs rails d'alimentation. Alors que les voies logiques peuvent être utilisées ici, leur détail est limité, elles indiquent uniquement 1 ou 0 par rapport à un seuil. L'augmentation du nombre de voies analogiques est préférable pour la capture des détails de transition.

Des longueurs d'enregistrement élevées sont importantes, en particulier lors de l'observation de plusieurs centaines de millisecondes ou même plusieurs secondes (pour des circuits à alimentation élevée). Une longueur d'enregistrement plus conséquente est essentielle pour des temps de décharge suffisants et une évaluation approfondie des dynamiques de la séquence de puissance. Au sein de réseaux de distribution d'alimentation, des rails DC plus faibles sont dérivés d'alimentations supérieures et nécessitent d'un certain temps pour se stabiliser avant d'être régulés sur des rails plus petits.

Considérations de mesure de l'ondulation du bruit

La bande passante est importante lors de la détermination de l'intégrité de puissance. Des systèmes de mesure avec des bandes passantes plus élevées capturent toujours des niveaux de bruit plus élevés. L'identification de la gamme de fréquence d'intérêt, ainsi que la sélection des bandes passantes de mesure et de réglages de filtres adaptés sur l'équipement de mesure sont vitaux pour la capture des composantes fréquentielles pertinentes tout en filtrant les harmoniques et le bruit. Les circuits de conversion de puissance possèdent généralement une fréquence de commutation de 1 MHz. Donc, 20 MHz de bande passante est suffisant pour une analyse de stabilité de la boucle de régulation. Il y a également une tendance croissante pour la caractérisation du bruit de l'ondulation d'alimentation avec une bande passante encore plus élevée dans la gamme du gigahertz. La tendance met l'accent sur l'analyse des changements de charge à fréquence élevée. Les sondes de rail d'alimentation R&S®RT-ZPR peuvent fournir jusqu'à 4 GHz de bande passante d'analyse.

Lors de la mesure de l'ondulation du bruit, prenez soin d'éviter d'injecter un bruit supplémentaire au sein de la configuration. Des connexions directes et court-circuit permettent de minimiser les interférences. Des câbles coaxiaux peuvent fournir une configuration à faible inductance pour toutes les mesures.

L'analyse spectrale peut fournir des informations supplémentaires et permettre d'identifier les composantes fréquentielles des ondulations d'alimentation, des sources de bruit spécifiques et s'y adresser efficacement. Les oscilloscopes MXO possèdent une puissante analyse spectrale qui rafraîchit à un taux de 45 000 FFT/s. Le taux de rafraîchissement rapide crée une vision adaptative du bruit spectral pour une analyse EMI d'événements insaisissables et rares. Avec des sondes de champ proche, les sources d'émission peuvent être localisées et des conceptions de filtres nécessaires appliquées afin de réduire les problèmes de bruit d'alimentation.

Conclusion

La séquence d'alimentation et l'analyse du rail d'alimentation sont des mesures fondamentales afin de garantir un bon comportement du circuit. Avec huit voies, la série MXO 5 est idéale pour l'analyse de plusieurs rails. Les 500 Mpoints par voie en standard conservent une résolution d'échantillonnage élevée et les CAN sur 12 bits fournit une précision plus accrue pour des mesures précises. Le filtrage et le moyennage permettent au mode HD de fournir une précision jusqu'à 18 bits. La série MXO possède également une sensibilité d'entrée élevée de 500 μV/div avec une gamme de décalage de ±5 V pour des configurations simples de sondes passives dans des mesures de rail d'alimentation. La voie d'entrée peut également appliquer des filtres sélectifs ou utiliser le filtrage en mode HD afin de générer la bande passante de mesure requise. Des fonctions telles que l'analyse spectrale et l'analyse de la réponse en fréquence peuvent également être pratiques lors de la caractérisation du comportement de l'ondulation d'alimentation.