對于信號完整性和電源完整性的測試中，大家普遍偏向于信號完整性。對電源完整性的重視好像不夠，主要是因為：像低頻應(yīng)用，電源完整性分析好像幫不上大忙！但真的是這樣嗎？但實際上，它們都是關(guān)于數(shù)字電路正確模擬操作的分析。使用基于示波器的解決方案測試電源和信號完整性有一些測試挑戰(zhàn)，如何解決這些測試挑戰(zhàn)以獲得佳性能？

1、電源和信號的完整性

   我們一起探討一下電源和信號的完整性的分別的用途與方向：信號完整性(SI)和電源完整性(PI)是兩種不同但領(lǐng)域相關(guān)的分析，涉及數(shù)字電路正確操作。在信號完整性中，重點是確保傳輸?shù)?在接收器中看起來就像 1(對0同樣如此)。在電源完整性中，重點是確保為驅(qū)動器和接收器提供足夠的電流以發(fā)送和接收1和0。

2、信號完整性

   信號完整性 (SI) 分析側(cè)重于發(fā)射機、參考時鐘、信道和接收機在誤碼率 (BER) 中的性能。電源完整性 (形式發(fā)票) 專注于配電網(wǎng)絡(luò) (PDN) 技術(shù)，以提供恒定和干凈的電源和低阻抗返回路徑。SI和PI有著廣泛的相互依存關(guān)系。PDN引起噪聲和抖動。電路設(shè)計和元件 -- 芯片封裝、引腳、電線、過孔、連接器 -- 將影響PDN的阻抗，從而影響電源質(zhì)量。

   我們普遍知道的是，從電源引入噪聲和抖動將導(dǎo)致高速串行網(wǎng)絡(luò)中的誤碼率，這至少會降低嵌入式系統(tǒng)的效率。在壞的情況下，關(guān)鍵任務(wù)環(huán)境中可能會出現(xiàn)不正確的比特或不正確的數(shù)據(jù)。

3、電源完整性

   在電源完整性分析中，較高頻率的能量分布在整個傳輸平面上。這立即使此分析比基本信號完整性更復(fù)雜，電源完整性不單是將電壓保持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。更是為了確保應(yīng)用于電路或設(shè)備的電源適合電路或設(shè)備的預(yù)期性能。它的關(guān)鍵作用是保持從電源到功耗的電能質(zhì)量。實現(xiàn)可接受的電源完整性意味著噪聲水平在規(guī)定的允許范圍內(nèi)。

    隨著電子元件在較小的電路板上執(zhí)行更多的功能的需求增加，這變得越來越重要。但尺寸持續(xù)縮小和復(fù)雜性增加，嵌入式系統(tǒng)越來越接近電力傳輸路徑或電力完整性組件。

   在測試和分析的過程中，一些關(guān)鍵性因素是非常重要的。但如何發(fā)現(xiàn)和解決方法讓我們一起來看看吧~

1.濾掉AC-DC電源轉(zhuǎn)換中的紋波

   在測試過程中，設(shè)計人員需要佳的電能質(zhì)量，以確保所包含的任何開關(guān)紋波都不會在下游泄漏的同時保持高效率。設(shè)計人員必須確保高效率/低噪聲直流轉(zhuǎn)換，為整個配電網(wǎng)絡(luò) (PDN) 供電，并確保電源噪聲 (PSN) 保持在低水平。

2.DC-DC的電源轉(zhuǎn)換

   在供電階段，設(shè)計人員需要在階段或負(fù)載點 (POL) 組件提供電力。敏感的電源包括高速ADC轉(zhuǎn)換器、FPGA內(nèi)核和數(shù)字信號處理器 (DSP) 電源。嵌入式設(shè)計可能具有超過1000個電壓和接地平面來在組件之間傳輸功率。處理不同電壓水平下的不同負(fù)載也是一個挑戰(zhàn)。

3.測量系統(tǒng)對結(jié)果的影響

   正在使用的范圍，不同的測量方法、探頭，以及任何在探針尖前使用的適配器。為了了解這些是非常重要的，這樣及可以知道它們對測量的影響。

   其中一個例子是增加任何探頭引線，都會降低測量系統(tǒng)的總帶寬。探針連接的便利性與性能之間有一定權(quán)衡，所以了解任何連接器的帶寬和共模抑制很重要。

4、電源和信號的完整性

   信號完整性和電源完整性的分析對于成功的高速數(shù)字設(shè)計來說是至關(guān)重要的，因此了解它們?nèi)绾蜗嗷ビ绊憣τ跍y量非常重要。穩(wěn)壓電源芯片本身的輸出并不是恒定的，會有一定的波紋，噪音是會相互影響的。您需要了解這些測量之間的差異，以確定噪聲源的根本原因。設(shè)計人員需要將敏感電源在時域和頻域中的紋波相關(guān)聯(lián)。

5、器件在整個頻率范圍內(nèi)的響應(yīng)

   所有的器件都會在一個頻率范圍內(nèi)變化，了解阻抗以及電源下的元件在該頻率范圍內(nèi)的變化是很重要的。它決定了保持電源所需的基本諧振頻率。

   因此電源完整性可能會被認(rèn)為是信號完整性的一個組成部分，但我們現(xiàn)在所看到的是，你需要很好地理解它們的差異，來攻克這些關(guān)鍵問題。混合信號示波器可以作為必要的工具，在易于使用的觸摸屏環(huán)境中滿足兩個學(xué)科的測試要求。

6、小總結(jié)：

   信號完整性和電源完整性同樣重要，測試過程中需要很好的理解它們的差異，才能解決關(guān)鍵難題。如有疑問，可在線咨詢，或致電客服！