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干货分享|测试电源和信号完整性时需要解决的5个关键问题
来源:泰勤科技 | 作者:sztaiqin | 发布时间: 2021-04-27 | 2166 次浏览 | 分享到:
基于示波器的解决方案测试电源和信号完整性
使用基于示波器的解决方案测试电源和信号完整性有一些测试挑战,如何解决这些测试挑战以获得最佳性能?我们将在这里讨论其中的五个问题。

什么是电源和信号完整性?

信号完整性

信号完整性(SI)分析集中在发射机、参考时钟、信道和接收机在误码率(BER)方面的性能。电源完整性(PI)侧重于电源分配网络 (PDN) 提供恒定、干净的电源和低阻抗返回路径的技术。SI和PI具有广泛的相互依赖性。PDN会引起噪声和抖动。电路设计和元件-- 芯片封装、引脚、导线、过孔、连接器--会影响PDN的阻抗,从而影响供电质量。

我们知道,从电源引入噪声和抖动会导致高速串行网络中的误码率,至少会降低嵌入式系统的效率。在最坏的情况下,可能会导致在关键任务环境中出现错误比特或错误的数据。

电源完整性

电源完整性不仅仅是将电压保持在适当的范围内。电源完整性是保证应用于电路或设备的电源适合电路或设备的预期性能。其目的是保持从供电到耗电的电能质量。实现可接受的电源完整性意味着噪声水平在规定的允许范围内。

随着电气元件被要求在更小的电路板上执行更多的功能,这一点变得越来越重要。随着尺寸的不断缩小和复杂性的增加,嵌入式系统越来越接近电源输送路径或电源完整性组件。


在测试和分析电源完整性和信号完整性的过程中,攻克一些需要解决的关键问题是非常重要的。接下来我们进入正题,如何解决以下五大问题?

滤掉AC-DC电源转换中的纹波

在这里,设计人员需要最佳的电源质量,确保包含的任何一种开关纹波都不会被漏到下游--同时保持高效率。设计人员必须确保高效率/低噪声的直流转换,为整个电源分配网络 (PDN)供电,确保电源噪声 (PSN)保持在最低限度。

DC-DC电源转换

在电源的这一阶段,设计人员要向最后级或负载点 (POL) 元件提供电源。其中最敏感的电源包括高速ADC转换器、FPGA内核和数字信号处理器(DSP)的电源。一个嵌入式设计可能会有1000多个电压和接地平面,以便在元件间传递功率。处理不同电压水平下的不同负载也是一个挑战。


测量系统对结果的影响