用示波器测量电源噪声的3种方法

EDA设计智汇馆 发表于 2018-06-25 10:00:11 收藏 已收藏
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用示波器测量电源噪声的3种方法

EDA设计智汇馆 发表于 2018-06-25 10:00:11

方法1:使用频域分析

FFT分析能更深入的分析信号,如图5和6所示。在广阔的“白”噪声的基础上明显多了2个峰值,49.5MHz和500MHz。

FFT能快速深入的分析噪声的来源。例如,系统中有33KHz的开关电源和500MHz的时钟,你可以在33KHz和500MHz的地方看到毛刺。毛刺的幅度能让你粗略的了解一下各个噪声源的贡献有多大。

另外可以通过对FFT取平均提高毛刺的能见度。平均的方法会很大程度的消除真随机噪声,能在噪声中甄别出微小的信号。

方法2:使用触发来观察和测量信号

如果能够以除随机噪声源之外的信号作为触发并使用平均,那么所有和此信号不相关的噪声元素都会被减小或者消除。图7和图8展示了这种方法。在图7中,示波器使用500MHz正弦波作为触发,并平均64次。紫色的通道是500MHz的触发源,在示波器上用另一个通道测量。黄色的通道是电源噪声,把所有和500MHz信号不相关的噪声元素通过平均消除。

图8是用49.5MHz方波作为触发源。图中只能看到和49.5MHz相关的噪声。

方法3:使用示波器

方法3:使用示波器偏置来提高动态范围

置来提高动态范围

在本例中,电源是1.5V直流电压,噪声是mV级别的。你可以在把偏置电压调节到1.5V时使用100mV/格或者更高的范围。并且使用更敏感的范围来减少示波器自身的噪声从而精确的测量。

制作一个特别的探头

很多电源都可以驱动50欧姆负载。1.5V电压驱动50欧姆负载只需要3mA电流。这就可以直接使用50欧姆同轴电缆连接到电源,示波器使用50欧姆输入来代替10:1的探头,从而可以更灵敏。也可以使用同轴隔直电容。1:1的探头很容易制作,如图9所示,在线末端把外面的金属壳剥掉,并焊接一个地线,也可以使用带弹簧的地。

图9. 1:1 50欧姆探头

最终的测试配置

本配置会最终实现下面的目标:

低噪声和大偏置范围

最好的信噪比

真差分测量

DC响应(无AC耦合)

使用前述的1:1探头连接到安捷伦N5380A双SMA探头前置头,再连接到1186A探头放大器,最后连接到示波器。

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