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閑話電源的噪聲測試

電子設計 ? 來源:電子設計 ? 作者:電子設計 ? 2020-12-26 06:52 ? 次閱讀
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電源是整個系統(tǒng)的基石,哪怕板子上的線畫的比神仙姐姐還好看,只要電源趴著不動,一切都白搭。如果扶一扶能起來還好,比如加點東西、換點東西后湊合著能用;扶不起來的話那就……

好的電源應該是個什么樣?兩個字:干凈!看著就讓人莫名地放心。

那差的電源是個什么樣呢?兩個成語:毛毛躁躁、上躥下跳!看著就讓人不放心,透著一股子不靠譜的勁兒。

講真的,顏值即是正義,在信號界也不例外!

當然長的啥樣,光憑肉眼也看不出來,得用示波器看,這就涉及到怎么用示波器的問題。

常遇到客戶咨詢,問:“我的電源噪聲好大!怎么會這樣?怎么辦?”

——額……我們先來聊聊好大是多大,聽上去怪嚇人的,咱能不能不用形容詞描述,改用數(shù)據(jù)說話吧?電源是多少V的?噪聲peak to peak是多少mV?

“電源是0.8V的,高電平時的噪聲160mVpp,雖然現(xiàn)在板子功能是正常的,但不放心啊,想讓紋波小點?!?/p>

——額……電源紋波達到20%,功能還能正常?我不信……

肯定是測試的姿勢不對,起來,重測。

1.高帶寬的示波器一邊去,來一臺帶寬≤1GHz的示波器;

2.示波器帶寬限制到100MHz,如果測量core電源,帶寬限制到20MHz;

3.Probe需要點測在用電芯片的管腳附近,而不是想點哪就點哪;

為什么示波器帶寬要≤1GHz,還得把帶寬限制到20MHz ~100MHz?這就得從濾波的角色說起了。負責給電源濾波的角色有三個:VRM、PCB(及PCB上的去耦電容)、IC。

它們仨各司其職,VRM負責100kHz以下的低頻,PCB(及PCB上的去耦電容)負責100kHz到(10MHz~100MHz),IC(及IC里面的去耦電容)負責剩下的高頻。而我們的測試點都在PCB上,點測不到芯片里面的die上,所以能測到的電源只是經(jīng)過VRM+PCB濾波后的。

所以,才會要求示波器的帶寬限制,否則即便測到電源有高頻噪聲,也不是芯片最后接收到的。同時探測點需要放在用電芯片端,否則如果點在VRM端,電源還沒有經(jīng)過用電芯片端的小電容的濾波,測出來的噪聲就會偏大。

那如果沒示波器怎么辦?就只能通過功能測試去檢驗了,無法定量,不過能定性。長時間、各種功能依次打開、嚴苛環(huán)境下(比如高溫)的功能測試一般能篩選出好或壞,但不能告訴你好時margin有多大,壞時怎么個壞法,需要你在死亡的邊緣不斷試探。需要試探多久?這……得看個人造化。

曾經(jīng)的曾經(jīng),某個產(chǎn)品功能測試時發(fā)現(xiàn):開機后啥也不干,8個小時后會死機;打開視頻會議,不到半小時畫面會凍住,死機;會不會是個別板子的問題?來~多測幾塊……

劉麗娟 | 文

審核編輯 黃昊宇

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