电力轨噪声测量的缺陷
文章作者:David Maliniak
嘈杂的电力轨测量可能会毁了您的一天，并对系统性能造成严重破坏。幸运的是，您可以减少这些测量产生的噪音。
如今的电路和系统使用1.2 V或更低的功率轨，即使是标称电压的微小变化也会产生误码。抖动、错误切换和瞬态相关的问题会让您难以解决问题。
配电网噪声测量已成为配电网调试和故障诊断系统设计的重点。万博投注网址但是，确定PDN完整性的过程并非没有“陷阱”。在本文中，我们将介绍PDN测量和探测中可能导致不正确结果的一些挑战，以及如何克服这些挑战。
当心射频传感器
来自EMI/RFI的噪声是最主要的挑战，甚至在1.5 V电池的电压测量中也很明显。在电池内部的电化学反应和由于探测而产生的一点电流之间，我们应该预料到电压痕迹上会有一些适度的噪声。
试着将电池放入支架中并探测其端子;你会惊讶于示波器屏幕上出现的噪音量。上面的轨迹图1为电池的电压迹线(品红色，ch2)。作为参考，底迹(黄色，ch1)显示的是示波器的噪声底测量参考。两个轨迹使用相同的垂直比例尺。电池的痕迹显示其电压上有很大程度的噪音，远远超出预期。平均电压为1.56 V，电压为33 mVPK-PK的噪音。
图1所示。1.5 v电池的初始测量结果显示了噪声(上迹)和示波器的噪声底部(下迹)。显然，外部噪音已经进入了测量系统。
一个有用的一致性检查是在频域中查看这个信号(图2)。从全频谱频率图(上迹)，我们看到噪声确实是宽带的，达到示波器的全带宽(本例中为1 GHz)，没有衰减的迹象。
图2。电池电压测量的频谱分析视图显示，其真正的宽带(上迹线)与特定频率的峰值在前100 MHz显示在下迹线。
图2中较低的迹线显示了噪声频谱前100 MHz的放大视图。它揭示了噪声的明显峰值，奇怪的是，它几乎恰好从15兆赫兹开始，接着是30兆赫兹、45兆赫兹，等等。这无疑是来自外界的射频噪声。
因此，显而易见的补救办法是适当地保护电池(图3)，确保屏蔽层与探头的回程线相连。
图3。在探针周围屏蔽，即使是粗糙的探针，也可以降低射频拾取噪声。
与添加护盾的区别是显著的，在较低的轨迹图4．屏蔽将噪声从大约-60 dBm范围降低到-100 dBm范围，降低了4倍，振幅约为45 nV。
图4。与图3相比，在探头周围设置屏蔽后，示波器显示的噪声降低了
作为最后的完整性检查，让我们将适当屏蔽的电池噪音与示波器的噪声底测量值(图5)。示波器噪声底在Ch1上(黄色，下道)，电池在Ch2上(品红，上道)，它们实际上是相同的。
图5。当电池屏蔽EMI/RFI时，示波器的噪声底测量(黄色)和屏蔽电池的测量(品红)几乎是相同的。
因此，当您使用屏蔽良好的同轴电缆连接以外的任何设备探测低电平信号时，都会受到干扰。任何与DUT屏蔽分离的裸露导体都将起到天线的作用。
EMI-RFI拾取通常是宽带性质的。为了尽量减少这方面的问题，探针的尖端应该尽可能地像同轴电缆一样设计。针尖上的任何电感都会降低测量带宽，并可能导致测量中出现一些铃声。更糟糕的是，你会得到“天线效应”，探头将易于EMI/RFI拾取。确保示波器和被测器件之间的连接尽可能看起来像同轴连接。
就测试设计而言，如果您可以在电路板上以微同轴电缆连接器的形式添加测试点，然后将同轴电缆连接到这些点上，那么您将大大减少电力轨测量中可能出现的EMI/RFI。
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大卫Maliniak是Teledyne LeCroy的技术营销传播专家。
