Elektronik und Elektrotechnik Design News

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Unverzichtbar 1-Port-PDN Probe

Gepostet am 11. Oktober 2014 | Testen & Messen

 

Verwechseln Sie nicht die 1-Port-PDN-Sonde mit einem 10: 1-Verhältnis, passiven Oszilloskop-Tastkopf. Sie haben wenig gemeinsam mit einer 1-Tor-PDN Sonde außer der Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnis durch das Fehlen von Sondendämpfung erreicht. Das 1-Port PDN Sonde Sonder in vielerlei Hinsicht und komplizierter als man denkt. Dieser Artikel dient als Einführung in die 1-Port-PDN-Sonde, sondern bietet auch Beispiele dafür, wie sie angewendet werden, um qualitativ hochwertige Messungen schnell und einfach zu bekommen.

Browser-Klasse Probe

Mehrere Unternehmen produzieren und vertreiben hochfrequente TDR-Sonden. Diese Sonden sind in der Regel sehr hohe Frequenzmessung, typischerweise 10 GHz oder mehr ausgelegt. Diese Sonden sind so konzipiert, in anspruchsvollen Sondenstationen mit Mikroskop gestützte Platzierung der Spitze eingesetzt werden.

1-Port-PDN-Sonden, wie die Picotest P2100A in Abbildung 1 dargestellt, sind entworfen, um Handheld-Browser Sonden sein. Die Handheld-Browser Sonde gezeigt ist eine niedrigere Frequenzsonde, die Unterstützung DC bis 1,5 GHz. Es gibt ein paar bemerkenswerte Eigenschaften, die qualitativ hochwertige, präzise Messungen zu gewährleiste.

Abbildung 1. Die Picotest P2101A 1-Port-PDN Sondenkopf wird angezeigt, während der Durchführung einer SHORT OPEN LOAD Kalibrierung auf einem Demo-Board.

Genau 50Ω

Die erste Besonderheit ist, dass die Sonde charakteristische Impedanz muss genau 50Ω sein. Schlechte Verbindungen zwischen dem Sondenkabel und dem Sondenanschluss oder ein Missverhältnis zwischen dem Sondenkabel und dem Sondenkopf kann in kleinen parasitären Kapazität an der Sondenspitze führen. Dies führt zu einer schlechten Frequenzgang und können erhebliche (und falsche) klingelt, um die Messung hinzuzufügen. Da die Sondenstifte induktiv, ist es wichtig, daß die Sonde nicht in Ordnung ist kapazitiv an, dass während der Messbandbreite ist durch die Spitze Induktivität begrenzt ist, wird es nicht Ring sicherzustellen.

Also, was bestimmt die Sonde Bandbreite? Der dominante Term ist der Stift Induktivität, die für diese Sonde ist etwa 5 nH, was in einer Bandbreite von:

Die Messung ist in Abbildung 2 bestätigt mit einem Copper Mountain Technologies S5048 VNA direkt zu messen, die Bandbreite.

Abbildung 2. Eine direkte Messung der Sonde Bandbreite mit dem Copper Mountain Technologies S5048 4,8 GHz VNA bestätigt die Bandbreite der Sonde bei 1,42 GHz. Beachten Sie die fehlende Peaking oder Klingeln da die Sonde hat eine präzise 50Ω Stecker an Kopf sondieren, wodurch Kapazität.

Die Sonde kann auf eine Frequenz etwas höher als diese kalibriert werden, wenn sie mit einem VNA verwendeten, aber nicht, wenn sie mit einem Rahmen verwendet. Muß die Sonde in 50Ω eingestellt werden, wenn die AC-Abschluss kann, um das Gerät von der Betriebsspannung der Vorrichtung unter Test (DUT) zu schützen, und auch die Änderung der DC-Betriebspunkt des DUT durch den 50Ω Abschluß zu verhindern. Jede geeignete DC-Block mit dem gewünschten Frequenzbereich eingesetzt werden. Picotest PDN Sonden umfassen eine 500Hz bis 6GHz DC-Blocks, die mit jedem 50Ω Instrument oder Sonde zu arbeiten.

Klein und Schlank

Der Sondenkopf ist klein und schlank sein, so daß sie in enge Spots, wie moderne, Leiterplatten mit hoher Dichte entspricht. Ein Browser-Sonde kann für lange Zeiträume gehalten werden, so muss es bequem und leicht zu greifen ist. Einige Sonden, wie dieser sind gummiert um nonskid Komfort zu bieten. Natürlich kann die Sonde mit einer beliebigen Sonde oder Sondenständer Station verwendet werden, wenn Freisprechbetrieb erforderlich ist. Die Sonde wird in einem SKID Prüfstation in Abbildung 3 montiert gezeigt.

Abbildung 3. Das Board ist ins Schleudern Prüfstation montiert, und ein 3D-Sondenhalter auf der Station fest ergreift die Sonde. Die rutschfeste Oberfläche des Sondenkopf hilft, die Sondenposition Driften zu halten.

Variable Pitch & fester Länge

Während federbelasteten Spitzen und fliegende Masseleitungen sind praktisch können sie nicht aus der Messung aufgrund ihrer Art kalibriert werden. Zum Beispiel ein federbelasteter Stift ist eine Induktivität, die abhängig von dem Vorsprung des federbelasteten Stift vorhanden. In ähnlicher Weise kann eine fliegende irdischen Leitungsinduktivität ändern basierend auf der Position des Drahtes. Aus diesen Gründen ist es wichtig, einen festen Stift Länge Lösung maximale Bandbreite zu erzielen. Die Sonde ist in Figur 1 mit einer Offset-Massestift dargestellt. Dieser Stift ermöglicht eine Drehung um Verstellpropeller unter Beibehaltung einer einheitlichen Induktivität, so dass die Sonde passt auf jede Größe Gerät aber auch die Aufrechterhaltung angemessener Kalibrierung.

Bidirektionale Probe

Sonden werden im allgemeinen als ein Werkzeug, um ein Signal von einer DUT auf ein Instrument aufgezeichnet werden erhalten gedacht. Ein PDN Sonde ist eine bidirektionale Sonde ermöglicht Signale an das Messobjekt sowie das Senden von Signalen von der DUT an das Messgerät geliefert werden. Dies ist oft wünschenswert bei der Fehlersuche oder Optimierung eines Designs. Mit dem Absenden Rauschsignale an den Prüfling die Antwort ausgewertet werden, Hervorhebung weiche Stellen in der Gestaltung.

Eine Vielzahl von Anwendungen

Der 1-Port-Sonde kann eine Vielzahl von notwendigen Messungen darunter viele In-Circuit-Messungen zu vereinfachen:

  • Restwelligkeit, einschließlich Hochfrequenz PDN Lärm bis zu 1 GHz +
  • 1-Port-Spiegelung Impedanz einschließlich aktiver Geräte
  • Komponente Impedanzmessungen RLC Test
  • Nichtinvasive Stabilitätsbeurteilung
  • Schaltung Sensitivitätstests, Injizieren Rauschen in einem DUT

Beispielmessungen

Ein paar Beispiele für Messungen mit einem 1-Port-PDN-Sonde sind in Abbildung 4 dargestellt Die Messungen umfassen ein sehr kleines Signal Einschwingverhalten, zeigt der hervorragende Rauschabstand der 1: 1-PDN-Sonde. Ein weiteres Beispiel zeigt, wie Breitbandrauschen wird über eine 1-Port-Sonde an takt Jitter Empfindlichkeit zu bewerten, um den Prüfling angeschlossen. Eine Impedanz mit einer 1-Tor-Sonde durch zeigt die Resonanzimpedanz von der Verwendung eines Lastkondensators resultiert. Diese Impedanzspitze wird eine Rauschquelle in der DUT sein. Schließlich wird eine Reihe von drei Impedanzmessungen zeigt die Empfindlichkeit gegenüber sehr niedrigen Lastströmen, die von 0 mA bis 5 mA. Die nicht-invasive Stabilitätsmarge wird auch verwendet, um die Phasenreserve der Regelschleife von dieser Impedanzmessung zu bestimmen. In diesem Beispiel ist die Phasenspanne beträgt 44,8 Grad.

Abbildung 4. Beispiel Messungen mit 1-Port-Sonde. Beginnend mit links oben ist eine Schritt-Lasteinschwingverhalten mit einem 400uV / div Empfindlichkeit. Beachten Sie die Sauberkeit der Messung. In der oberen rechten die Sonde wird verwendet, um Zufallsrauschen an den Prüfling zu übertragen, um takt Jitter Empfindlichkeiten zeigen. Die 7MHz Seitenbänder deuten auf eine schlechte Jitterkorrektur bei 7MHz. Die linke untere zeigt die Empfindlichkeit einer Präzision.

Referenzen

http://www.edn.com/design/test-and-measurement/4433242/1/Match-impedances-when-making-measurements

http://www.edn.com/electronics-blogs/impedance-measurement-rescues/4435846/Impedance-measurements-stabilize-op-amp-buffers

Noninvasive Stability Margin video, https://www.youtube.com/watch?v=JUIGXvXxTDM&feature=youtu.be ;

Clock Jitter with PDN Probe video, https://www.youtube.com/watch?v=Y6U_WwJGlR0 ;

Troubleshooting Distributed Power Systems video, http://www.how2power.com/videos/

Artikel Quellen:
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