闲话电源噪声测试

来源:一博科技 时间:2019-1-7 类别:微信自媒体

作者:刘丽娟  一博科技高速先生团队队员

电源是整个系统的基石,哪怕板子上的线画的比神仙姐姐还好看,只要电源趴着不动,一切都白搭。如果扶一扶能起来还好,比如加点东西、换点东西后凑合着能用;扶不起来的话那就……

好的电源应该是个什么样?两个字:干净!看着就让人莫名地放心。

那差的电源是个什么样呢?两个成语:毛毛躁躁、上蹿下跳!看着就让人不放心,透着一股子不靠谱的劲儿。

讲真的,颜值即是正义,在信号界也不例外!

当然长的啥样,光凭肉眼也看不出来,得用示波器看,这就涉及到怎么用示波器的问题。
常遇到客户咨询,问:“我的电源噪声好大!怎么会这样?怎么办?”

——额……我们先来聊聊好大是多大,听上去怪吓人的,咱能不能不用形容词描述,改用数据说话吧?电源是多少V的?噪声peak to peak是多少mV?

“电源是0.8V的,高电平时的噪声160mVpp,虽然现在板子功能是正常的,但不放心啊,想让纹波小点。”

——额……电源纹波达到20%,功能还能正常?我不信……
 
肯定是测试的姿势不对,起来,重测。

1. 高带宽的示波器一边去,来一台带宽≤1GHz的示波器;

2. 示波器带宽限制到100MHz,如果测量core电源,带宽限制到20MHz;

3. Probe需要点测在用电芯片的管脚附近,而不是想点哪就点哪;

为什么示波器带宽要≤1GHz,还得把带宽限制到20MHz ~100MHz?这就得从滤波的角色说起了。负责给电源滤波的角色有三个:VRM、PCB(及PCB上的去耦电容)、IC。
它们仨各司其职,VRM负责100kHz以下的低频,PCB(及PCB上的去耦电容)负责100kHz到(10MHz~100MHz),IC(及IC里面的去耦电容)负责剩下的高频。而我们的测试点都在PCB上,点测不到芯片里面的die上,所以能测到的电源只是经过VRM+PCB滤波后的。

所以,才会要求示波器的带宽限制,否则即便测到电源有高频噪声,也不是芯片最后接收到的。同时探测点需要放在用电芯片端,否则如果点在VRM端,电源还没有经过用电芯片端的小电容的滤波,测出来的噪声就会偏大。
 
 
那如果没示波器怎么办?就只能通过功能测试去检验了,无法定量,不过能定性。长时间、各种功能依次打开、严苛环境下(比如高温)的功能测试一般能筛选出好或坏,但不能告诉你好时margin有多大,坏时怎么个坏法,需要你在死亡的边缘不断试探。需要试探多久?这……得看个人造化。
 
曾经的曾经,某个产品功能测试时发现:开机后啥也不干,8个小时后会死机;打开视频会议,不到半小时画面会冻住,死机;会不会是个别板子的问题?来~多测几块……


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