l利用示波器进行电源噪声测试
如图五所示为某光模块的3.3V电源的噪声。其噪声的频谱最高点的频率为311.6KHz。这个光模块输出的1.25Gbps光信号的抖动测试中发现了同样的312KHz的周期性抖动。在图六中可以看到,把1.25G串行信号的周期性抖动分解后(Pj breakdown菜单),发现312KHz的周期性抖动为63.7皮秒,在眼图中也明显可以观察到抖动。通过这个案例说明,电源噪声很可能导致一些高速信号的眼图和抖动变差。对电源噪声进行频谱分析,能有效定位噪声的来源,指引调试的方向。
图六:某1.25Gbps信号的抖动和眼图测试结果
在使用示波器测量电源噪声时,为了保证测量精度,需要选择足够的采样率和采集时间。
推荐采样率在500MSa/s以上,这样奈科斯特频率为250M,可以测量到250MHz以下的电源噪声,对于目前最普及的板级电源完整性分析,250M的带宽已足够。低于这个频率的噪声可以使用陶瓷电容、PCB上紧耦合的电源和地平面来滤波。而高于这个频率的只能在封装和芯片级的去耦措施来完成了。
波形的采集时间越长,则转化为频谱后的频谱分辨率(即delta f)越小。通常我们的开关电源工作在10KHz以上,如果频谱分辨率要达到100Hz的话,至少需要采集10ms长的波形,在500MSa/s采样率时,示波器需要500MSa/s * 10 ms = 5M pts的存储深度。
总结:本文简要介绍了电源噪声测试中的注意事项和分析方法。欢迎读者与笔者联系,交流电源噪声测试的技术。
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