使用测试单元电源管理消除接地回路感应噪声

测试单元电源管理不仅消除了测量测试单元中所有接地回路感应噪声，而且占地面积小，场发射率低，可为整个系统、探针台和仪器提供全面管理和过滤的交流电源。

 

        自从CM300xi-ULN探针台推出以来，我们已在博客上介绍了其PureLine 3技术，该技术旨在为低频闪烁（1/f）、RTN和相位噪声测量消除97%的探针台环境噪声。本介绍了测试单元电源管理（TCPM）的特点。

        传统的在片测量测试单元定义为一组连接设备，包括测试软件、仪器、探针台、温控系统和相关测量配件（电缆、在片测试探头），目的是收集特定类型的测试数据。

        随着半导体器件性能的提高，特别是对于低功耗和高速IC，需要测试具有改善信噪比的低频1/f、RTN和相位噪声。如前所述，在多个领域中均需发现并消除不必要的噪声。噪声源可能存在于探针台内部、探针台外部和测量测试单元中。过去，测试单元产生的噪声很少受到关注，因为器件信号电平很高。现在情况已经不一样了。

        对于典型的测试单元配置，即使所有单个设备部件设计良好（低噪声、高质量、良好的EMI/RFI屏蔽），但将它们连接在一起后，也会形成很长的交流电源接地回路。当附近任何常见的磁场通过这些接地回路时，它们会被转换成非常小的电信号，从而产生具有多谐波的不必要的电力线频率噪声。

        以下测试单元示例中显示了这种情况，并显示了不必要的噪声（红色轨迹）与接地隔离条件（绿色轨迹）。在该示例中，使用Keysight示波器测量卡盘噪声。具有接地回路的STD_条件显示了30多种电力线基波和谐波噪声频谱。随着GRD_隔离_条件的改善，电力线基波和谐波噪声频谱显著降低。（注：60 Hz电力线频谱仅降低-20dB（=1/10））。

        工程师和技术人员经常在实验室中努力消除用于低噪声器件测量应用的测试单元中的接地回路感应噪声。对于小型应用，这很容易，只需使用简单的电池电源即可消除不必要的电力线频率噪声。对于需要交流电源的小型应用，可使用隔离变压器。

        但是，当扩大规模以支持测试单元（包括具有完整在片温度支持（-60..300℃）的探针台）的尺寸和功率需求时，该技术具有严重局限性–成本高、物理尺寸大、布线复杂、安全问题和磁场产生增加等。

        为了解决此问题，我们使用PureLine 3专利技术开发了新的测试单元电源管理系统。CM300xi-ULN探针台现在是世界上第一个具有集成测试单元电源管理的探针台。它不仅消除了所有测试单元接地回路感应噪声，而且占地面积小，场发射率低，可为整个系统、探针台和仪器提供全面管理和过滤的交流电源。

安全提示…

TCPM系统设计的关键部分是ULN功率调节装置（PCU），该装置具有可扩展功率模块，通过全功率过滤和EMO管理为仪器提供无限制支持。PCU为整个系统和所有仪器的安全运行提供统一的紧急断电/紧急电源控制系统。它还通过具有EMO控制交流输出的专用模块为无任何特殊EMO功能的仪器提供支持。通过详尽的行业标准合规性测试以及TUV在全球范围内提供的全面安全认证，可确保安全。

审核编辑：符乾江