전력 공급 네트워크용 임피던스 측정

목표

PCB(Printed Circuit Board)에서 파워 레인은 일반적으로 VRM(Voltage Regulator Module) 또는 DC/ DC 컨버터와 한 개 이상의 회로로 구성된 전력 공급 입력단을 연결하는 각각의 전도성 트레이스로 정의됩니다. 이러한 트레이스 구성의 특징은 PCB의 PDN(Power Delivery Network)로 결정지을 수 있습니다.

PDN은 사용 용도 때문에 밀리옴(mΩ) 단위의 특성 임피던스를 갖는 것으로 예상됩니다. 또한, 해당 임피던스는 공칭치에서 주파수로 인한 증가 또는 감소가 없는 것이 이상적입니다. PDN 주파수 응답 분석이 중요한 이유는 VRM에서 해당 회로로 흐르는 전류가 과도 현상(전원을 켤 때 동적 부하가 적용되는 경우 등)단계를 겪으며 최대 수백 메가헤르츠까지 스펙트럼을 확장하기 때문입니다.

이 주파수에서는 상호 연결된 각 PDN이 물리적 속성에 따라 코일 또는 커패시터와 같이 동작하기 때문에, 송전 과정에서 액티브 컴포넌트처럼 역할을 합니다. 파워 레일은 자체로 전송 라인의 역할을 하며, 각각 인덕턴스 및 커패시턴스로 특징이 분석됩니다. 공진 구조를 통과하며 흐르는 전류는 대개 서비스 회로(예: 신호 무결성 문제, 전자기장 방출 등)의 문제를 나타냅니다. 따라서 PDN 임피던스의 정밀한 특성분석은 예를 들어 PCB 테스트 및 문제 해결 단계에서 중요합니다.

일부 기기는 적절한 다이내믹 레인지가 부족하고 적정 주파수 및 해당 하모닉까지 스윕할 수 없거나 PCB에 대한 적절한 인터페이스가 없기 때문에 저 임피던스를 측정할 수 없어 임피던스 측정을 수행할 수 없습니다. VNA(Vector Network Analyzer)는 앞서 언급한 내용을 모두 지원하지만 해당 임피던스 측정의 정밀도는 계측기의 매칭 및 반사 또는 전송 정확도에 비례합니다.

PDN 및 1 mΩ의 오차가 전체 PASS/FAIL 테스트 결과에 영향을 줄 수 있다는 점을 참고하십시오. 따라서, 적절한 VNA 및 올바른 테스트 설정을 선택하면 측정 오차를 낮추고 그로 인한 위정(false positive)의 가능성이 줄어들어 생산 수율에 긍정적인 영향을 줍니다.

로데슈바르즈 솔루션

R&S®ZNL Vector Network Analyzer는 동급 모델에서 최고의 매칭 및 정확도를 제공하며, 계측기의 높은 활용성 덕분에 테스트 벤치, 실험실 또는 야외 등 가장 까다로운 상황에서 측정을 수행하기에 적합합니다.

R&S®ZNL의 인터페이스는 매우 직관적이며, 해박한 RF 지식을 보유하지 않은 사용자도 쉽게 측정 환경을 설정하고 필요한 모든 포맷에서 데이터를 시각화할 수 있습니다. 사용자는 측정 메뉴에서 아래의 옵션 중 하나를 선택하고 임피던스 테스트를 실행할 수 있습니다.

• Z <- S₁₁ – 반사 임피던스
• Z <- S₂₁ – 전송 임피던스
• Z <- S₂₁ 션트 – 션트 전송 임피던스

상기 옵션은 각각 특정 측정 설정에 해당하며 지정된 범위의 임피던스에 가장 이상적입니다.

로데슈바르즈의 고품질 교정 키트로 정확하게 교정한 후 세 번째 옵션을 선택하면 최저 임피던스가 밀리옴 단위인 PDN에 대한 최저 불확실성을 보장합니다.

요약

R&S®ZNL Vector Network Analyzer는 RF 지식이 해박하지 않은 사용자도 쉽게 임피던스 측정을 설정하여 광범위한 테스트 시나리오(최저부터 최고 임피던스까지)를 실행할 수 있으며, 동급의 벡터 네트워크 분석기가 대부분 실패하는 시나리오에서도 신뢰할 수 있는 정확한 결과를 제공합니다.

스펙트럼 분석 및 배터리 팩 등 다양한 기능을 선택적으로 설치하여 모든 측정 시나리오에 사용할 수 있는 다목적 R&S®ZNL을 완성할 수 있습니다.