今天的電路需要復雜的電源系統。電壓低于 1.2 V 的電源管理設備對噪聲高度敏感，輕微的變化都會產生誤碼。配電網絡 (PDN) 上的噪聲測量是調試和系統設計的關鍵要素。在本文中，我們將描述與 PDN 測量相關的挑戰。

當心射頻拾音器

來自 EMI/RFI 的噪聲是最重要的挑戰，即使在 1.5 V 電池的電壓測量中也很明顯。在電池的內部電化學反應和由于探測而產生的一點電流之間，我們應該預計電壓軌跡上會有一些適度的噪聲。

嘗試將電池放入支架并探測其端子；您會驚訝于示波器屏幕上出現的噪聲量。圖 1 中的頂部軌跡是電池的電壓軌跡（品紅色，ch2）。作為參考，底部軌跡（黃色，ch1）顯示了示波器的本底噪聲測量值以供參考。兩條軌跡使用相同的垂直標??度。電池的痕跡顯示其電壓存在高水平噪聲，遠超預期。平均電壓為 1.56 V ，噪聲PK-PK為33 mV 。

圖 1. 1.5V 電池的初始測量結果顯示了噪聲（上跡線）和示波器的本底噪聲（下跡線）。顯然，外部噪聲已經進入了測量系統。

一個有用的一致性檢查是在頻域中查看該信號（圖 2）。從全頻譜頻率圖（上跡線），我們看到噪聲確實是寬帶噪聲，達到了示波器的全帶寬（在本例中為 1 GHz），沒有任何衰減跡象。

圖 2 中下方的軌跡顯示了噪聲頻譜的前 100 MHz 的放大視圖。它揭示了噪聲中的清晰峰值，奇怪的是，它幾乎剛好從 15 MHz 開始，然后是 30 MHz、45 MHz，依此類推。這無疑是來自外部源的 RF 噪聲。顯而易見的補救措施是正確屏蔽電池（圖 3），確保屏蔽層連接到探頭的回線。

在圖 4的下方軌跡中，與添加屏蔽層的區別非常顯著。屏蔽將噪聲從大約 -60 dBm 的范圍降低到 -100 dBm 的范圍，降低了 4 倍，幅度約為 45 nV。

作為最后的健全性檢查，讓我們將具有適當屏蔽的電池噪聲與示波器的本底噪聲測量進行比較（圖 5）。示波器本底噪聲在 Ch1（黃色，下跡線）上，電池在 Ch2（品紅色，上跡線）上，它們幾乎相同。

因此，每當您使用屏蔽良好的同軸電纜連接以外的任何方式探測低電平信號時，您都會受到干擾。任何與 DUT 屏蔽分開的外露導體都將起到天線的作用。

EMI-RFI 拾音器通常具有寬帶特性。為了盡量減少這方面的影響，您的探頭尖端應盡可能設計成同軸電纜。該尖端中的任何電感都會降低您的測量帶寬，并可能導致您的測量出現一些振鈴。更糟糕的是，你會得到“天線效應”，探頭容易受到 EMI/RFI 拾取。確保示波器和 DUT 之間的連接看起來盡可能像同軸連接。

在測試設計方面，如果您可以以微同軸連接器的形式向電路板添加測試點，然后將同軸電纜連接到這些點，那么您將大大減少任何潛在的 EMI/RFI您的電源軌測量值。

審核編輯：劉清