Загрузить
Загрузить

Загрузить руководства, технические описания, программное обеспечение и т. д.:

ТИП ЗАГРУЗКИ
МОДЕЛЬ ИЛИ КЛЮЧЕВОЕ СЛОВО

Системы распределения питания должны поддерживать множество малошумящих шин питания постоянного напряжения для чувствительных нагрузок, таких как микропроцессоры, процессоры ЦОС, ПЛИС и специализированные ИС. Тенденция к повышению скорости и плотности означает необходимость уменьшения фронтов, увеличения частоты, числа шин, а также понижения напряжения и повышения тока. Как следствие, к новым устройствам предъявляются более жёсткие требования в части целостности сигналов данных и целостности сигналов питания.

Целью измерений целостности сигналов питания является проверка соответствия напряжения и тока, поступающих в точку нагрузки (POL), характеристикам шины питания нагрузки при всех расчётных условиях эксплуатации. При этом наибольшей сложностью является точное измерение шума шины питания с милливольтной амплитудой на гигагерцовых частотах.

Измерение высокочастотных пульсаций без исключения постоянной составляющей сигнала и создания нагрузок на силовые шины

Частота шумовых сигналов на силовых шинах может выходить за пределы мегагерцовых и гигагерцовых диапазонов при амплитуде сигналов несколько милливольт.

Для измерений таких сигналов можно подобрать осциллограф с низким уровнем собственного шума и широкой полосой пропускания, но в этом случае возникают сложности с передачей сигнала на прибор.

У высокоимпедансных пассивных пробников с ослаблением 10X, которыми комплектуется осциллограф, может быть достаточная полоса пропускания; но они ослабляют измеряемые сигналы со слишком большими шумами. Затем осциллограф усиливает как сигнал, так и шум измерительной системы, что делает невозможным разделение шумов для анализа.

Пробники 1X передают сигнал без ослабления, но их полоса пропускания ограничивается несколькими МГц.

Пробники с согласованной линией передачи или кабелем, подключаемые к 50-омному входу осциллографа, демонстрируют наилучшие результаты, но создают большую нагрузку на низких частотах.

Идеальный пробник для измерений сигналов на шинах электропитания должен иметь высокий импеданс в низкочастотном диапазоне и работать как 50-омная линия передачи в высокочастотном диапазоне. Этим требованиям полностью соответствуют такие пробники шин питания, как TPR1000 и TPR4000, имеющие широкую полосу пропускания, создающие минимальную нагрузку и не использующие ослабление.

Анализ напряжений питания от 1 В до 48 В и выше

Несмотря на то, что типовые напряжения питания многих ПЛИС и однокристальных ИС (СНК) существенно снизились, в схемах есть и другие линии питания, требующие анализа. Напряжение питания СНК входа/выхода может иметь намного больший диапазон, чем питание основной логики. Напряжение на общих линиях питания, от которых запитываются регуляторы POL (точка нагрузки) или модули регулятора напряжения (VRM), часто бывает ещё больше.

И хотя многие осциллографы и пробники могут обеспечить некоторое смещение постоянной составляющей, этого может быть недостаточно для анализа всех шин питания системы. При уменьшении числа вольт на деление (повышении чувствительности), системы прибора обычно уменьшают смещение. Если фильтр постоянной составляющей необязателен, часто он и нежелателен (см. выше).

Пробники шины питания, такие как TPR1000 и TPR4000, не только решают проблему с высокочастотными измерениями, но обеспечивают широкое смещение для анализа большого диапазона напряжений.

Сведение к минимуму влияния шума измерительной системы

При измерении шума с напряжением порядка 10 мВ необходимо учитывать шум измерительной системы. Как указано выше, использование пробников 1X (без ослабления) приводит к снижению нагрузки на усилители осциллографа. Кроме того, при таких измерениях крайне важны собственный шум и разрешение осциллографа.

Осциллограф MSO Серии 6 оснащён новыми входными каскадами с лучшими в отрасли шумовыми характеристиками. Шум открытого канала осциллографа понижен до 50 мкВср.кв. и 466 мкВпик. При измерениях с пробниками шин питания TPR1000/4000 шум системы не превышает 70 мкВср.кв..

Осциллографы Серии 6 имеют 12–битное разрешение при частоте дискретизации 12,5 Гвыб/с. В режиме высокого разрешения оно повышается до 16 бит при частоте 625 Мвыб/с и ниже. Осциллографы MSO Серии 4 и 5 также имеют 12-битное разрешение с повышением до 16 бит в режиме высокого разрешения.

Измерение импеданса схем распределения электропитания

В схемах распределения электропитания, запитывающих ПЛИС, процессоры и другие сложные интегральные схемы, шины питания должны иметь низкий импеданс для повышения тока в ответ на флуктуации в системе электроснабжения. Однако, в схеме присутствует множество импедансов, включающих регулятор напряжения, разделительные конденсаторы и трассы печатных плат. При высокоскоростном переключении задействован широкий диапазон частот, и случайные изменения импеданса могут привести к образованию слишком больших переходных процессов или шумов. Измерения импеданса схем в широком диапазоне частот на этапе разработки обеспечивают отсутствие проблем в работе готового прибора.

Импеданс схем питания обычно измеряется при помощи векторных анализаторов сетей (VNA), таких как двухпортовый анализатор TTR500 с диапазоном частот от 100 кГц до 6 ГГц.

Осциллографы MSO Серии 5 и 6 могут измерять импеданс шин питания в диапазоне частот, пониженном до 10 Гц при использовании программного обеспечения для анализа, генератора сигналов (встроенного или серии AFG31000) и изолирующего трансформатора.

Power rail impedance measurement system using 5 or 6 Series MSO oscilloscope

Определение характеристик шума путём одновременного анализа спектра и сигнала

Допустим, что при измерениях шума на шине питания он оказался выше указанного в характеристиках. Где его источник? Преобразователь постоянного напряжения в постоянное? Общий источник питания? Схема ФАПЧ? Тактовый генератор? Перекрёстные помехи? Анализ спектра может дать ключ к пониманию источников шума за счёт сопоставления частот шума с частотами переключения и гармониками.

Подключив к шине питания анализатор спектра, такой как RSA306, и фильтр постоянной составляющей, можно получить полное представление об имеющихся шумах.
Встроенная в осциллограф функция БПФ несомненно полезна, но для этих функций используется частота выборки, что усложняет или полностью исключает возможность одновременного просмотра спектра и сигналов напряжения. Уникальный экран спектра, имеющийся в осциллографах MSO Серии 4, 5 и 6, содержит независимые элементы управления анализатором спектра и обеспечивает одновременный просмотр спектров во временном домене и сигналов в частотном домене.

ПО для автоматического анализа, ускоряющее измерения параметров шин питания

Даже для самых простых измерений, таких как пульсации, выбросы и провалы напряжения на десятках шин питания, требуется много времени и внимания к деталям.

Программное обеспечение для управления цифровыми измерениями параметров питания, которое устанавливается на осциллографы MSO Серии 5 и 6, обеспечивает автоматизацию повторяемых измерений и генерирование подробных отчётов. В ПО также включён анализ джиттера (измерения TIE, RJ, DJ и глазковых диаграмм ), позволяющий обнаруживать слишком большой джиттер в тактовых сигналах и сигналах передачи данных от схем, запитанных от схемы распределения электропитания.