泰克示波器进行电源纹波测试的基本流程及设置方法你知道吗
发布时间：2021-11-3 15:52
发布者：agitek2008
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泰克示波器
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随着集成电路的发展进步，用电设备的电源电压越来越低。例如目前主流微处理器的供电电压已经低至1V左右，用于移动设备的LP-DDR系列存储器，供电电压最高也不超过1.8V。这些非常接近硅阈值电压的用电设备，对电源的品质也提出了越来越高的需求。电源品质中，一个比较重要的指标是电源纹波。 一、电源纹波测试的基本流程： 这里以一个常见的Raspberry Pi Pico开发板的电源模块为例，介绍电源纹波测量的基本流程。 Raspberry Pi Pico是一个小巧实用的MCU板子，供电由一颗来自RICHTEK的RT6150B完成，输出电压是3.3V，电路如图1所示。RT6150B是一个Buck-Boost转换器，因此输入电压既可以高于也可以低于3.3V。板子的供电来自USB接口的5V，实现的是降压转换。值得注意的是，RT6150B有一个Power Save Mode（PSM）。当芯片的7脚（PS）拉低时，PSM启用，芯片工作在PFM模式，效率较高，但是纹波也较高。当PS拉高时，PSM禁用，芯片工作在PWM模式，轻载时效率降低，但是纹波也较低。  图1：Raspberry Pi Pico的供电电路 实际测量时，我们通过软件控制PS拉低或拉高，从而使供电模式在PFM和PWM之间切换，进而对比二者的差异。测量点位方面，供电输出处有一颗电容C2，我们可以测量C2两端的电压来测量纹波。 二、示波器设置 本次讲解以泰克示波器MSO6B为例，为大家介绍如何设置示波器:  图2：泰克示波器MSO6B 探头：纹波是叠加在电源直流分量上的一个交流电压分量，因此和普通电压信号测量比较类似，选择一个无源电压探头即可。如果探头上可以设置衰减，例如有1X和10X两个档位，需要设置到没有衰减，即1X的档位上。 探头接地线：拔掉。没错，去掉探头上所有的接地延长线，包括最常用的接地夹。探头的接地要使用接地弹簧。接地弹簧是无源探头的标准配件，可以用最短的路径就近接入板上的地线。 垂直通道：设置为AC耦合；带宽限制设置为20 MHz；本着先粗后细的原则，垂直刻度可以先设大一些，例如50mV/div；检查并确认探头的衰减正确设为了1X。图2是一个示波器垂直通道的设置示例。  图3：示波器垂直通道设置 时间刻度：本着先粗后细的原则，时间刻度可以先设大一些，例如1ms/div，待后续观察到信号后，再放大查看细节。 触发系统：由于使用AC耦合，触发电平可以设为0V，使用边沿触发即可。 三、测量波形 使用上述配置，可以测得输出电容两端的交流电压如图3和图4所示。为了方便对比，2张图的垂直刻度都统一设置为了5mV/div。 我们不难发现，相比PWM模式，PFM模式下，电源的纹波是明显大的，这和datasheet的描述是一致的。  图3：PFM模式的纹波  图4：PWM模式的纹波 具体纹波的数值，可以通过数格子、光标或示波器的自动测量功能获取。 通过示波器测试电源纹波时，只有采取正确的测量方法，才能得到准确的测量数值，如果大家在使用泰克示波器进行电源纹波测试过程中有什么问题，欢迎咨询安泰测试网www.agitek.com.cn，安泰测试有专业的技术团队提供全面的技术支持服务。 |
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