电源纹波指标是开关电源模块或者 DC/DC 的一项很重要的参数。电源纹波能理解为电源模块包括 VRM 的输出电压的波动，和复杂的供电网络无关，或是说电源输出的源端的电压的波动。电源噪声则是指电源模块工作在实际产品系统中，经过供电分布网络将电源能量输送到芯片管脚处，在芯片管脚处的电压的波动，或者简单说是电源输出的末端的电压的波动。电源噪声从输出端经过供电网路 (PDN) 传输后到芯片管脚除了电源本身的纹波之外可能增加或者耦合进了其它电路部件的干扰比如时钟的串扰，以及电路本身工作过程中带来的其他噪声，典型的比如DDR 总线工作时的 SSN 噪声 ( Simultaneous Switching Noise ) 或者地弹 ( Ground Bounce ) 等。
通常电源纹波频率由 MOSFET 切换频率决定，在几百 KHz 到MHz 级别，时钟串扰带来的电源噪声频率则在几十 MHz 到百MHz 左右，而 SSN 噪声则与总线或者信号传输的切换频率有关，最高可能达 GHz 级别，比如 DDR4 总线GHz左右。因此可见电源纹波通常在低频段，而电源噪声则要考虑到更高频段。
干净的电源是数字电路稳定工作的前提，为确保电源供应的质量，必须对电源的纹波和噪声做测量。传统上，工程师通常只是对电源纹波做测量而忽视电源噪声的测量。而随着近几年电路集成规模和信号频率的日益提高以及对低功耗的追逐，导致信号环境日趋复杂，同时信号幅度和电源供电幅度均一下子就下降，相应地对电源纹波和噪声的要求日益提高。
事实上，近年来随着高速串行信号速率发展到几十个 Gbps，电源完整性的重要性正在日益凸显。电源纹波和噪声的干扰是影响高速数字串行总线传输质量的重要的因素之一，电源纹波和噪声的测试是电源完整性的一个重要方面。
工欲善其事，必先利其器。为了测试到 2GHz 左右的电源噪声首先您必须有一台带宽达 2GHz 的高精度低噪声示波器和探头组合，其次您还要掌握一定的测试技巧。
如上图所示，被测信号在耦合探头和示波器前端的噪声后最终在示波器上显示的波形也许与原始形状发生很大的变化，也就是说由于测量系统的原因带来非常大的测试误差。如果发生这种情况，显然测量工作反而会带来严重的误导！
另外进行电源纹波和噪声测试推荐采用衰减比为 1:1 的示波器探头，因为 1:1 衰减比的探头对信号没有衰减那么在示波器里也不会再进行放大，因此不会放大示波器前端的本底噪声。如下图示，采用最常见的 10:1 衰减探头信号噪声明显偏大，另外如果示波器本身的垂直刻度最小可设置为 1mV/Div，那么采用 10:1 探头则垂直刻度会自动设置为 10mV/Div，如果想测试 10mV 级别的纹波或噪声显然精度是没办法保证的，而采用 1:1 探头时垂直刻度则依然可以最小设置到 1mV/Div。
其次推荐一款专用的电源纹波和噪声测试探头—K e y s i gh t N7020A。该探头具有最高 2GHz 带宽，衰减比 1:1 左右，探头本身可设置 ±24V 垂直偏移，且其本身阻抗为 50KΩ@DC。
采用 N7021A 焊接电缆时 N7020A 探头带宽可达 2GHz 确保能支持测试到 2GHz 电源噪声，是目前业界最高带宽的电源纹波和噪声测试探头。±24V 垂直偏移设置可以在测试时可以直接在示波器里设置 Offset 值到电源直流值，然后再调节示波器的垂直刻度到 mV 级以进行 10mV 量级的纹波和噪声测试。过去为了测试直流分量上的纹波或噪声小信号通常不得不在示波器上设置 AC 耦合方式，但是 AC 耦合在滤除直流分量的同时也会将低频噪声和漂移也滤除掉。50KΩ 的 DC 阻抗则确保探头对电源分配网络(PDN)足够高阻，以免探头在介入电路探测时分压以此来降低测量值。
N7020A探头除了提供高达 2GHz 带宽的 N7021A 焊接连接方式外，还提供了方便灵活的N7023A探头附件如下图示:
该附件组件提供了多种灵活的连接方式，如传统的探头针尖和短弹簧地针点测，以及双列直插连接和贴片器件夹，分别如下图左中右所示。经实际工程检验贴片器件夹最小可 0201 封装贴片器件。
基于上述 S204A 示波器和 N7020A 1:1 衰减比探头的测试组合，已经有了非常良好的测试精度保证，还有什么其它需要注意的几点需要我们来关注呢？
测试电源纹波能将示波器硬件带宽限制到 20MHz。主要是为了尽最大可能避免数字电路的高频噪声影响纹波的测量，尽量保证测量的准确性。如果开关频率较高，也可优先考虑设置示波器硬件带宽为 200 MHz。Keysight S 系列示波器内置了两档硬件带宽限制即20MHz 和 200MHz。内置的数学运算(Math-Low Pass Filter)还支持灵活的软件数字带宽限制。
比如测试 10mV 级的纹波和噪声，能调节垂直刻度到 1.5mV/Div，S 系列示波器每个通道都有专用的垂直刻度调节旋钮，该旋钮支持按压在粗调和微调之间切换。采用这一设置的目的是尽量用足示波器 ADC 的显示线. 设置示波器的波形采集或捕获方式为 12bit 高分辨率模式。
高分辨率模式(High Resolu tion Mode)相对一般采样模式(Sampling Mode)主要是将若干个采样点组成一组做平均，将这个平均值作为采样结果保存到采样存储器中，因此这是示波器的显示采样率会下降。这种平均类似滤波的效果，可以大大降低示波器的噪声。鉴于纹波的重复性特征，还能够使用平均模式(Average)以获得更佳的测试和测量结果。必须说明的是，采用高分辨率模式时会降低示波器的数字带宽。因此在测试高频噪声和干扰时不建议采用高分辨率模式。
以免接地线耦合其它干扰和噪声。长地线的寄生电感还会降低测试带宽。因此在 N7023A 的三种灵活测试组合中，采用探头针尖直接点测和短弹簧地针的组合效果最佳，当然采用双列直插连接和贴片器件夹的组合具有更佳的连接和测试方便性，因此有时需要在测试精度和连接方便性之间进行平衡。
以上描述了推荐进行精确电源纹波和噪声测试的示波器和探头组合以及测试中的一些小技巧，这些是得到真实测量结果的基础和保证。在得到期望的波形后，又该怎么样做分析呢？
直方图统计可以观察得到纹波或噪声在数值上的分布情况，而FFT 频谱分析则可以从频域角度去对电源纹波和噪声的本质进行深层次的观察。如上图示，通过对信号进行 FFT 运算立刻不难发现此电源噪声频率为 1.71 GHz。
如果对信号进行 FFT 分析后，发现多种频率源的干扰，又该如何分别做定位和量化呢？
以下图为例，黄色 CH1 波形是测得的 3.3V 的电源信号，f2 是采用 Horz Gateing 函数运算得到的一段水平放形。对 CH1 信号进行 FFT 运算能够正常的看到其频谱中包含 2.8M 开关频率及其谐波分量和来自于 10MHz 时钟的干扰。如果测试得到的纹波结果超过系统容许值，那么该怎么样改进呢？显然，2.8MHz 的开关频率是已经选定的开关电源带来的，而 10MHz 的时钟干扰是外来干扰，比较容易通过重新布线或其它方法去除。因此我们现在就需要对 10MHz 的时钟干扰耦合进来的电源噪声数值进行定量分析。
因此将 10 MHz 时钟信号接入到 CH2，并设置触发源为 CH2。那么其它干扰源耦合到电源上的噪声因为与 10 MHz 时钟无关具有随机性。设置示波器的采集模式为平均，比如 1024 次平均，随机信号就被滤除掉。这时就能清楚的辨别出 3.3V 电源信号上因为 10 MHz 时钟产生的噪声和干扰的幅度。如下图示:
本文介绍了采用 Keysight 硬件 10bit ADC 的高精度的 S204A示波器和专业的电源纹波和噪声测试探头 N7020A进行电源纹波和噪声测试的需要注意的几点和调试分析技巧。
如果要进一步考察电源纹波和噪声对高速信号传输的眼图的影响，Keysight 有专门的应用选件 N8846A 能支持，请登录Keysight 网站查询更多信息。
最后要补充说明的是，Keysight S 系列示波器是业界首款带宽到 8GHz 硬件 ADC 为 10bit 的中端示波器产品，带宽型号从500MHz 到 8GHz，共 7 个带宽型号，支持灵活的无需返厂的软件后升级带宽到 8GHz，充分保护投资。作为一台中端通用示波器，除了以上描述的特别适于测试电源纹波和噪声及对很多小信号测试具有业界最佳效果，也是很多中档速率的标准的一致性测试的最佳示波器，比如 USB2.0，10/100/1000BaseT， 10GBaseT/MGBaseT/NGBaseT，MIPI，DDR1/2/3 和部分 DDR4 速率。特别地针对一些常规的 8bit ADC 示波器容易测试失败的项目比如 1000BaseT 中测试模式 4 下 Common Mode Voltage 测试有业界最佳的测试精度。
关键字：引用地址：电源纹波和噪声的测试测量和分析上一篇：简化附加功率效率测试
『共模半导体』 推出快速动态响应低噪声3A LDO稳压器GM1204，GM1204是一款低压差稳压器，专为快速瞬态响应而优化 。GM1204该装置可提供3A的输出电流，典型压降为325mV。工作静态电流为1mA，关机时降至1μA以下。压差模式下静态电流控制良好；除了快速动态响应外，GM1204还有很低的输出电压噪声，这使得该器件很适合比较敏感的射频电源和医学影像应用。 GM1204系列新产品介绍 该款芯片输出电压范围为 1.21V 至 20V。GM1204 稳压器稳定，输出电容低至 10μF。内部保护电路包括电流限制和热限制。该器件有 1.5V、1.8V、2.5V、3.3V、5V 的固定输出电压，以及1.21V
3A LDO稳压器GM1204 /
数字万用表是测量电信号的有力助手。虽说是“万”用表，其实常见的功能只有测量电压、电流、电阻。电压、电流还包括有交直流档。除此之外，部分万用表包含有测量电感、电容、通断、二极管导通电压、三极管电流放大系数、计数和频率、温度等。 常见到的手持式和台式万用表 随机噪声信号在电路中很常见到。有些时候需要消除它，但有些时候也可通过它完成测量。比如在测试放大器的有效带宽、对系统来进行辨识、确定系统所受到的干扰来源、以及测量一些基础物理量等。 使用数字万用表是不是能够测量随机噪声大小呢？ 在分析之前，可以先对比几种不同的万用表对随机噪声测量的结果。 使用DS345数字信号源产生有效值为1V的随机噪声作为被测
？ /
随着无线宽带系统的频率带宽越来越宽，基站性能的要求也慢慢变得高。低噪放，作为基站塔放中的关键器件之一，它不仅影响基站的覆盖范围，而且也决定了其他邻近基站的发射功率和杂散要求。安华高的高集成度低噪放，例如MGA-63X系列，具有好的噪声系数和线性度，可完全满足此类基站的要求。 目前，一个基站的站点常常要安放多个无线发射器。共享站点的方式，一来能够更好的降低同一区域的基站站点数量，二来能够更好的降低各种服务成本。为满足这两个要求，基站的接收链路需具有如下两个特点：高接收灵敏度和高带内/带外杂散的抑制能力。 接收灵敏度用来表示接收器的弱信号接收能力。具体公式如下： 其中BW是指信号带宽，SNR是指特定信号的
放大器的要求 /
利用 ADC EV10AQ190 的交叉点开关特性和顶尖的低频噪声性能实现软件定义仪器 Moku:Pro Moku:Pro 是一个可扩展的高性能测试解决方案，用于开发和验证下一代设备和系统。它实现了包含 4 个输入通道和 4 个输出通道的软件定义仪器，具有高度的灵活 性和可重构性。Teledyne e2v 的高速高精度数据转换器 EV10AQ190 是这样的平台的最佳选择 ， 它 为Moku:Pro 提供了一流的数据采集性能。它独特的交叉点开关使系统能动态切换通道的使用模式，并提供高速交织数据；其优秀的低频噪声特性帮助 Moku:Pro 利用先进的 ADC 技术实现业内领先的噪声性能。 MOKU:PRO：一个面向最严苛的研究
性能实现软件定义仪器 Moku:Pro /
Teledyne e2v ELiiXA+线K分辨率双线 μm像元尺寸。按照每个客户设置，此相机可两条线同时工作， 用以确保用户获得高线扫描速度和高灵敏度的同时， 降低相机价格。 作为ELiiXA+线扫相机家族的一份子，这种双线模式的相机依旧采用Teledyne e2v多线CMOS技术，在取得高灵敏度的同时拥有超低噪声，故而即使在照明受限或者积分时间很短的情况下，相机依旧具备高信噪比（SNR）。 双线) 和100KHz (EV71YC2MCL8005-BA1) 两种模式，都采用了Camera Link接口。典型的应用包括：
你可以说我是一个复古怪人，一个守旧派，但听短波的乐趣之一是这些信号听起来就像来自遥远的地方。正如爱德华·r·默罗曾经说过的，没什么能比得上听到“通过短波滤波”的音乐、新闻和评论…… 同时，我是一个内容DXer(感谢David Goren的这句话，很适合我的工作)。仅仅听到一些刺耳的、几乎听不到的信号是不会让你很爽的；我想要清楚地听到广播内容，让我能够理解。 当有什么特别吸引我的耳朵时，我会最好能够降低噪音。 这就是协谷GNR1数字音频噪声滤波器的由来。根据Radioddity网站“协谷GNR1数字音频噪声滤波器是一种集数字降噪和数字滤波于一体的音频处理设备。可大范围的应用于无线电收发机、接收机、对讲机等各类无线接收设施的外接音
滤波器测评 /
在DC-DC转换器中的高频大功率开关可能会产生干扰信号。输入电源线上的传导噪声可以差模或共模噪声电流形成出现。主要是低频的差模噪声，在基频开关频率和谐波频率呈现在输入电感上。共模噪声主要有高频分量，在转移器输入电感器和地之间量测，同样，在开关DC-DC转换器的输出包含某种噪声和纹波。恰当地设计和实现EMI(电磁干扰)滤波，可降低噪声到可接受的限度内。 在欧洲和美国，传导噪声发射由FCC和VDE标准的ClassA和 ClassB限定，在欧洲所有国家都要求家庭和工厂所用设备都要满足VDEClassB标准。在美国，FCC要求工厂用设备遵从ClassA，而家用设备要遵从更严格的ClassB标准。 降低输入噪声的EMI滤波器方
第一台在全部4条通道上同时提供 8 GHz带宽和25 GS/s采样率的中档示波器，为嵌入式系统模块设计人员节约时机，保护投资 泰克科技公司日前推出 6系列MSO混合信号示波器 。全新混合信号示波器把中档示波器的性能标杆提升到8 GHz，在全部4条通道上同时实现了25 GS/s采样率，在同类示波器中创下了业界第一，满足了设计人员开发更快速、更复杂的嵌入式系统的需求。由于在所有通道上实现了25 GS/s的采样率，设计人员现在可以准确地一次查看最多四个高速信号，比如可以同时查看和分析一条DDR3时钟通道和三条DDR3数据通道，与使用一台仪器在不同通道之间共享采样系统的仪器相比，降低了全面表征设计所用的时间。 全新6系列MSO还
的MSO混合信号示波器问市 /
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