在各種測試測量工作中我們會遇到這樣的問題，電源軌電壓(railvoltage)和容差越來越小，對電源數(shù)據(jù)完整性進(jìn)行精確測量也變得越來越困難。以往，任何示波器都能夠測量5V電源軌上10%容差的漣波(ripple)，因?yàn)?00mV要求遠(yuǎn)高于示波器的噪聲位準(zhǔn)(noiselevel)；但現(xiàn)在，無論使用何種示波器都難以測量1V電源軌上2%容差的漣波電壓。這樣的情況下我們該怎么測量呢，接下來小編來告訴大家一些小技巧讓你利用示波器精確測量電源數(shù)據(jù)完整性。

      測量電源軌直流電壓容差需要測出最壞情況下的電壓峰-峰值(Vpp)，這可透過自動化測量實(shí)現(xiàn)；有時目測判定也很有用，所有示波器均有顯示設(shè)置，使用者可透過該設(shè)定改變波形強(qiáng)度。該強(qiáng)度值通常被設(shè)為約50%，將強(qiáng)度設(shè)為更高的值可讓使用者更輕松地查看出現(xiàn)頻率較低的波形對應(yīng)的示波器像素。但增加波形強(qiáng)度的不利之處在于，這樣更難以判斷任何特定像素上顯示波形的出現(xiàn)頻率；雖然這對于觀察調(diào)變信號很重要，但這樣的分辨率對于電源數(shù)據(jù)完整性測量通常并不重要。

色彩分級(Colorgrading):打開色彩分級模式可生成電源軌波形的3D圖；色彩分級結(jié)合無限持續(xù)時間顯示有助于更深入地認(rèn)識電源軌信號。

     如果信號強(qiáng)度低于示波器和探棒/纜線系統(tǒng)的噪聲，你永遠(yuǎn)也測量不出該信號。信號在進(jìn)入示波器后、進(jìn)入模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)前，會迭加前端噪聲；然后每個儲存的樣本除了包含原始的信號值，也會存在一些偏移量(offset)，偏移量大小取決于獲取樣本時存在的噪聲大小。使用者將在示波器的顯示屏上看到較粗波形，不要將它與快速更新速率相混淆。高于真實(shí)信號的峰-峰值會顯示并被測量到。

     最合適的方法是采用噪聲更低的示波器，如何確定示波器的噪聲水平？絕大部分示波器制造商都會提供產(chǎn)品規(guī)格表，列出該特定示波器的典型均方根(RMS)噪聲值；這些噪聲值是根據(jù)大量示波器樣本所特征化。噪聲是一種特征(characteristic)而非規(guī)格，制造商只會提供RMS噪聲的典型值，但噪聲的峰-峰值其實(shí)才是影響精確測量漣波的重要因素。

      選擇噪聲的信號路徑阻抗：用于測量電源完整性的示波器通常具有兩種信號路徑阻抗：50Ω和1MΩ一般來說50Ω阻抗通常噪聲更小，且支持示波器全帶寬。1MΩ路徑上的噪聲可能是50Ω路徑上的噪聲的兩到三倍，并且1MΩ路徑上的帶寬通常限制為500MHz，因此50Ω路徑是測量電源完整性的。電源軌的輸出阻抗通常為mΩ等級。

  對于沒有任何探棒的纜線測量設(shè)備來說，50Ω路徑具有50Ω的直流輸入阻抗，會產(chǎn)生一些負(fù)載效應(yīng)，從而會減小電源軌直流幅度值。采用專用電源完整性探棒可以限度地減低該問題的影響。

    采用的垂直刻度：示波器噪聲位準(zhǔn)與示波器全屏幕垂直刻度值有關(guān)。因此，采用更靈敏的垂直分辨率將會減少測量的總噪聲量。除此之外，當(dāng)放大信號使其覆蓋大部分垂直范圍時，示波器將更充分利用ADC分辨率，這時Vpp的測量值將更準(zhǔn)確。

      限制帶寬噪聲具有寬帶特性，在示波器未連接輸入的情況下打開FFT功能，便可看到示波器的整個帶寬上存在的噪聲。打開帶寬限制濾波器可以降低寬帶噪聲，有助于更精確地測量電源軌，但缺點(diǎn)在于如果帶寬限制設(shè)定值太低，較高頻率的異常就不會顯示。

    應(yīng)該采用多大帶寬？答案是這取決于具體的信號。雖然切換速度可能在kHz范圍內(nèi)，但快速邊緣會產(chǎn)生MHz范圍的諧波。對于頻率更高的耦合信號，包括頻率諧波，則需要更大的帶寬來擷取這些信號。

      采用具有1:1衰減比的探棒可以顯著提高測量電源完整性的精確度；具有較高衰減比的探棒會放大噪聲，較高的衰減比則會限制可以采用的垂直靈敏度。比如在輸入低至1mV/div的示波器上采用衰減比為1:1的探棒就可以將靈敏度縮小至1mV/div，而采用衰減比為10:1的探棒只能設(shè)置至10mV/div。

     如何探測電源軌信號與其他技巧一樣重要。有些使用者將電源軌鏈接至信號質(zhì)量高、便于連接的SMA連接器；有一些使用者是選擇焊接連結(jié)，也有使用者選擇在旁路電容采用夾具作為簡易的接點(diǎn)；還有人是采用手持式探棒。每種技巧在易用性、所需的前期規(guī)劃和信號質(zhì)量方面都各有利弊。

如果在選定的路徑和探棒上采用阻隔電容或示波器的交流耦合模式，將去除信號中的直流分量；這可以解決部分問題，但會無法看到實(shí)際的DC值和漂移。

內(nèi)建偏移的探棒一些探棒具有額外的內(nèi)建偏移，其優(yōu)勢在于可讓使用者獲得足夠的偏移量，從而能看到真實(shí)的DC值和低頻特性，諸如漂移和驟降(sag)。

技巧4：評估開關(guān)與EMI頻域圖
    特征化電源軌通常需要確保電源軌上沒有耦合干擾信號，此外大家有時需要考慮開關(guān)諧波。查看時域波形無法確定這些干擾因素，但透過示波器的FFT功能可以在頻域看到這些干擾。
查看頻域波形需要多大的帶寬？這取決于電源軌上可能耦合的潛在信號，包括頻率信號和快速邊緣諧波。

技巧5：加快測量速度更新速率對電源完整性測量速度的影響
電源軌測量需要找出最壞情況下的電壓值，建立高可靠度意味著在更長時間內(nèi)進(jìn)行數(shù)百或數(shù)千次測量；這會耗費(fèi)很長的時間，而且過程也會很枯燥。電源完整性測量的之處在于它們通常需要很長的時間跨度，為了保持更高的帶寬，示波器需要更高的采樣率，從而將占用大量的內(nèi)存。

       波形更新速率用于描述示波器處理內(nèi)存、在顯示器上顯示結(jié)果并開始擷取新數(shù)據(jù)的速度；數(shù)字示波器的更新速率高達(dá)100萬個波形/秒。快速的更新速率則意味著可以更快地完成Vpp和FFT等測量。

   很多示波器的更新速率在每秒數(shù)十次或數(shù)百次采樣的范圍內(nèi)，這意味著這種示波器要準(zhǔn)確獲得最壞情況下的容差測試，所需時間比更新速率高的示波器要高出幾個等級。更新速率高的示波器能讓使用者更快速地完成精確測量。

說了這么多邁昂來給大家歸納總結(jié)一下：
1、選擇低噪聲示波器對于精確測量電源完整性至關(guān)重要；
2、示波器搭配衰減比1:1、內(nèi)建偏移、高帶寬、高直流阻以及整合電壓計(jì)的探棒使用，可提升測量性能；
3、詳細(xì)了解并正確設(shè)定一系列示波器屬性，比如說垂直刻度和帶寬限制濾波器，可提高測量結(jié)果的精確度；
4、添加頻域圖可讓用戶快速隔離耦合信號；
5、快速更新速率能讓用戶更快速地測試電源軌。