精确测量电源纹波：技巧与挑战

电源纹波测量是电子硬件设计中的关键环节，特别是在低电压电源系统中，如现代高速集成电路，如1.8V、1.5V等，其供电电压的稳定性直接影响到电路性能。本文主要探讨电源噪声测试的三个常见问题，这些问题可能影响到测量结果的准确性： 1. 示波器的量化误差：实时示波器的ADC（模拟到数字转换器）通常具有8位分辨率，这意味着它只能提供256个不同的电压级。当波形占据屏幕较小区域，放大后显示的阶梯状波形（量化级别）增多，这会导致测量精度下降。为提高准确性，应调节垂直刻度至最大，使波形充满屏幕，利用ADC的完整动态范围。 2. 衰减探头的选择与噪声影响：使用10倍衰减的探头测量低电压（如1.8V或1.5V）时，探头自身的本底噪声可能会高达30mV，这已经接近待测信号的1/3。因此，对于这类小电压，传统的探头可能无法提供准确的测量。在实际测试中，垂直刻度应调至5-10mV/div以减小噪声影响。 3. 探头接地和信号路径：探头的地（GND）和信号探测点之间的距离对测量结果至关重要。过长的距离会导致电磁干扰（EMI）进入信号回路，使得测量结果包含其他信号成分，从而产生错误的测量结果。为了确保准确测量，应尽可能缩短信号路径，并保持良好的电磁隔离。 在电源噪声测试过程中，通常采用的方法是使用有源或无源探头，连接到待测芯片的电源和地引脚，设置示波器为长余辉模式，通过水平游标测量峰峰值噪声。然而，这些步骤需要仔细操作和恰当调整，以克服上述提到的问题，确保测量结果的可靠性和精度。了解并掌握这些要点对于电子工程师来说至关重要，有助于他们设计出低噪声、高性能的电子设备。