電源完整性（Power Integrity, PI）測試在現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中至關(guān)重要。隨著電子設(shè)備對電源質(zhì)量的要求越來越高，電源噪聲和瞬態(tài)變化對系統(tǒng)性能的影響愈發(fā)顯著。本文將詳細(xì)介紹如何使用羅德與施瓦茨RTE1104示波器進(jìn)行電源完整性測試，以確保電子設(shè)備的電源分配網(wǎng)絡(luò)（Power Distribution Network, PDN）能夠在各種工作條件下穩(wěn)定運(yùn)行。

首先，我們需要了解電源完整性測試的基本挑戰(zhàn)。電源完整性測試的目標(biāo)是分析PDN的性能，檢測功率電平的瞬態(tài)變化，測量電源紋波和噪聲電平，以及測量耦合到電源軌中的信號。這些測試要求高精度的測量儀器，能夠捕捉快速瞬態(tài)信號和微小電壓變化。
羅德與施瓦茨RTE1104示波器具備出色的性能和功能，使其成為電源完整性測試的理想選擇。RTE1104示波器具有高帶寬和低噪聲前端，能夠準(zhǔn)確測量電源完整性。其低噪聲前端能夠檢測幅度低至1 mV的信號，從而準(zhǔn)確測量峰-峰紋波電壓。此外，該示波器具備高采樣率和波形捕獲率，能夠在高采樣率下捕獲快速干擾和瞬態(tài)信號。其帶寬高達(dá)16 GHz，可以捕獲高頻瞬態(tài)和耦合信號。
在進(jìn)行電源完整性測試時(shí)，選擇合適的探頭同樣重要。探頭是測試設(shè)置的關(guān)鍵器件，直接影響測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。針對功率測量，建議使用R&S?RT-ZPR20電源軌探頭。該探頭具有1:1衰減比，示波器噪聲僅增加10%，最大程度地提高示波器的垂直靈敏度，可以測量交流電特性和實(shí)際的直流電數(shù)值。其帶寬高達(dá)2 GHz，支持捕獲高頻瞬態(tài)和耦合信號。此外，該探頭具備多種探頭選件，50 kΩ直流輸入阻抗可最大程度地降低對所測電源軌信號的干擾。集成式16位R&S?ProbeMeter電壓計(jì)可同步讀取每路電源軌的直流電數(shù)值，直流電測量精度可達(dá)0.05%。
接下來，我們將詳細(xì)介紹使用RTE1104示波器進(jìn)行電源完整性測試的步驟：
1.連接和設(shè)置：
將RTE1104示波器連接到待測設(shè)備的電源軌。使用R&S?RT-ZPR20電源軌探頭，確保探頭與被測電源軌連接良好。
打開示波器，選擇合適的垂直和水平刻度，確保信號在屏幕范圍內(nèi)。
設(shè)置示波器的觸發(fā)模式，以便捕獲感興趣的信號?？梢允褂脭?shù)字觸發(fā)功能，在整個信號帶寬內(nèi)進(jìn)行觸發(fā)。
2.測量電源紋波和噪聲：
使用示波器的低噪聲前端，設(shè)置合適的帶寬限制，以減少寬帶噪聲的影響。
調(diào)整垂直靈敏度，使電源紋波和噪聲信號清晰可見。
使用示波器的測量功能，測量峰-峰紋波電壓和噪聲電平。記錄最壞情況下的性能數(shù)據(jù)。
3.測量瞬態(tài)響應(yīng)：
設(shè)置示波器的高采樣率和波形捕獲率，以便捕獲快速瞬態(tài)變化。
使用示波器的頻譜分析功能，檢測信號耦合和由此產(chǎn)生的諧波。
進(jìn)行負(fù)載變化測試，觀察電源軌在瞬態(tài)階段的響應(yīng)。記錄瞬態(tài)過程中的電壓變化，確保電源軌在負(fù)載變化時(shí)保持穩(wěn)定。
4.測量電源分配網(wǎng)絡(luò)的阻抗：
使用R&S?ZNL矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行阻抗測量。R&S?ZNL具備出色的匹配度和精度，可以對無源器件的完整S參數(shù)進(jìn)行雙端口網(wǎng)絡(luò)分析。
連接R&S?ZNL到待測PDN，進(jìn)行阻抗測量。分析阻抗變化，確保PDN在瞬態(tài)階段（例如電源浪涌）不會進(jìn)行不必要的高頻傳輸，從而降低設(shè)備的信號處理性能。
5.數(shù)據(jù)分析和記錄：
使用示波器的數(shù)據(jù)存儲功能，保存測量數(shù)據(jù)。進(jìn)行離線分析，確保所有數(shù)據(jù)都被準(zhǔn)確記錄和分析。
生成測試報(bào)告，記錄所有測量結(jié)果和分析結(jié)論。確保測試數(shù)據(jù)可追溯，以便后續(xù)分析和改進(jìn)。
通過使用羅德與施瓦茨RTE1104示波器進(jìn)行電源完整性測試，我們可以確保電子設(shè)備的電源分配網(wǎng)絡(luò)在各種工作條件下穩(wěn)定運(yùn)行。RTE1104示波器的高性能、低噪聲前端、高采樣率和波形捕獲率，以及R&S?RT-ZPR20電源軌探頭的高精度和寬帶寬，使得電源完整性測試變得高效和準(zhǔn)確。通過詳細(xì)的測試和分析，我們可以檢測到電源分配網(wǎng)絡(luò)中的所有輸出波動，確保設(shè)備的電源質(zhì)量，提高系統(tǒng)的整體性能和可靠性。

綜上所述，電源完整性測試是電子設(shè)備設(shè)計(jì)中不可或缺的一部分。使用羅德與施瓦茨RTE1104示波器及其配套探頭，我們可以全面、準(zhǔn)確地分析電源分配網(wǎng)絡(luò)的性能，確保電子設(shè)備在各種工作條件下穩(wěn)定運(yùn)行。

審核編輯 黃宇