簡要描述：

電源是集成電路設計中的一個需要嚴格控制的單元，越來越經濟實惠的微型控制器的市場增長也同步增加了對配電網絡的需求，而且電源電壓也在下降，電源電壓降低有助于降低功耗，當今許多設計都是3.3 V、1.8 V甚至1.1 V電源。隨著這些電源電壓等級變得越來越低，電壓的公差要求也越來越嚴，偏差度已從10%下降到1%至5%。

因此必須仔細檢查直流電源軌和電源線路的質量和完整性，紋波、噪聲和瞬態取決于這些電源軌。在降低這些噪聲之前，需要先測量它們，目標是確保電源軌純凈。從根本上說，需要測量比直流信號更小、更快的交流信號。

挑戰：在大直流信號上測量微小交流信號

比如在下面電路中，有一個直流信號和該直流信號頂部的容差帶。因此，只要電壓保持在容差范圍內，配電網絡就是允許的，如果超出了容限范圍，就會失敗，在這種情況下，將不得不去改善以降低噪聲。在任何條件下，都必須能夠看到和測量位于DC信號之上的AC信號，本應用簡介五個技巧，可以幫助獲得AC信號的最佳測量結果。

直流電源紋波和噪聲測試的5大技巧

技巧1：選擇前端噪聲低的示波器

所有示波器系統都會帶來一些噪聲，就像任何電子設計中的固有噪聲一樣。問題是，這臺儀器有多大的噪聲？示波器中的所有噪聲都會疊加在正在測量的信號之上，這將對看到的測量結果值產生明顯差異。

示波器設計各不相同，一些示波器使用經濟的組件來降低成本，但示波器越經濟，前端噪聲就越大。但一些示波器，例如Keysight InfiniVision HD 3系列，具有極低的噪聲前端系統，可以用于更靈敏的測量，例如電源完整性。是德科技設計的定制組件確保該示波器不會影響敏感測量，例如電源軌上的紋波，示波器系統的噪聲水平盡可能低，這樣就不會掩蓋測試結果。

Keysight InfiniVision HD 3系列示波器的低底噪特性，FFT變換后測試到（53 μV）的極低電壓信號。

技巧2：使用1：1探頭

示波器探頭有多種衰減比，該比率決定了信號在測試前之前被劃分的等級。例如10：1探頭能夠測量超出示波器最大輸入范圍的信號。

衰減的缺點是，相對于正在測量的信號大小，示波器噪聲的大小也會增加。在下圖中，10：1探頭和1：1探頭測量同一電源上的輸出紋波并用的相同設置。10：1探頭提高了測量值至少50%，因為更高的衰減比會降低信噪比。當噪聲可能存在問題時，1：1探頭可以更準確地測量信號。

技巧3：使用示波器的50歐輸入阻抗

示波器測量路徑包括正在使用的示波器、示波器輸入端口（50Ω或1 MΩ）以及接入信號的探頭。對于許多示波器來說，50Ω輸入比1 MΩ輸入噪聲要更低。

下圖顯示了50Ω輸入和1 MΩ輸入的基線噪聲。50歐（黃色）顯然較小，在這種情況下，是更好的選擇。

在不連接任何探頭的情況下檢查示波器端口的噪聲。接下來，連接探頭，將輸入短接至地（或在差分探頭上將輸入短接至地），并在連接探頭的情況下測量基線噪聲。

HD 3示波器的50Ω輸入與1 MΩ輸入的基線噪聲比較

技巧4：使用探頭偏置來增加測試動態范圍

與直流信號相比，直流電源上的紋波和噪聲很可能非常小，是較小的交流信號疊加在相對較大的直流信號之上。偏置是一些示波器和有源探頭中的一項功能，能夠從測量的信號中移除直流分量。下圖顯示了使用和不使用探頭偏置的1.8 V電源上的噪聲測量結果。盡管大多數有源探頭都提供偏置功能，但同時也具有很大的衰減比，從而增加了示波器測量系統的噪聲。雖然隔直器也可以過濾直流分量，但它也同時濾掉了信號中的低頻成分。

技巧5：最大限度地降低示波器和探頭的負載影響圍

任何時候，當一個示波器探測一個系統時，它都會因為測試點接觸而成為該系統的一部分，這個接觸由于創建了額外的接地路徑從而改變了正在測量的系統。測量小信號時，目標之一是盡可能地最大限度地減少測量系統的負載。

在測量直流電源時，當用戶將50Ω同軸電纜連接到電源和示波器的50Ω輸入端時，經常會出現過載的情況。下圖是對電源軌測量的比較，首先，使用數字萬用表測量了電源軌，得到了3.31 V的結果，接下來，用50 kΩ的輸入阻抗探測電源，仍然得到3.31 V，最后，通過示波器的50Ω輸入直接連接到被測電源，測試電壓從3.31 V降到3.25 V。有些電源有足夠的剩余容量來驅動這個額外的負載，但有些則沒有，這種額外的負載可能會影響集成電路的電源管理行為。

我們的優勢：是德、泰克、日置、固緯、艾德克斯、安柏、同惠、普源、鼎陽等