泰克示波器新5系如何處理有噪聲的信號(hào)？

      在電源噪聲的剖析情況下，相對(duì)比較傳統(tǒng)的方法是什么應(yīng)用泰克數(shù)字示波器觀查電源噪聲波型并檢測(cè)其幅度值，由此分辨電源噪聲的由來(lái)。可是伴隨著泰克數(shù)據(jù)器件的工作電壓逐漸下降、電流量逐漸上升，電源設(shè)計(jì)方案難度系數(shù)擴(kuò)大，必須應(yīng)用更為合理的檢測(cè)方式來(lái)評(píng)定電源噪聲。文中是應(yīng)用時(shí)域方式剖析電源噪聲的一個(gè)典型案例，在觀查頻域波型無(wú)法定位常見故障時(shí)，根據(jù)FFT（迅速傅里葉變換）方式開展時(shí)頻變換，將頻域電源噪聲波型變換到時(shí)域進(jìn)行分析。電源電路調(diào)節(jié)時(shí)，從時(shí)域頻域2個(gè)視角各自來(lái)查詢數(shù)據(jù)信號(hào)特點(diǎn)，能夠合理地加快調(diào)節(jié)過(guò)程。

       在單面板調(diào)節(jié)情況下發(fā)覺一個(gè)網(wǎng)上的電源噪聲做到80mv，早已超出器件規(guī)定，為了確保器件可以穩(wěn)定工作務(wù)必減少該電源噪聲。在調(diào)節(jié)該常見故障前先總結(jié)下電源噪聲抑止的基本原理。如圖所示，電源分派網(wǎng)絡(luò)中不一樣的頻段由不同的部件來(lái)抑止噪聲，去耦元器件包括電源調(diào)節(jié)控制模塊（VRM）、去耦電容、PCB電源地平面對(duì)、器件封裝形式和處理芯片。

    VRM包括電源處理芯片及外面的導(dǎo)出電容器，大概作用于DC到低頻段（100K上下），其等效電路實(shí)體模型是一個(gè)電阻器和一個(gè)電感器構(gòu)成的二元器件實(shí)體模型。去耦電容最好是應(yīng)用好幾個(gè)量級(jí)阻值的電阻相互配合應(yīng)用，充足遮蓋中頻段（數(shù)10K到100M上下）。因?yàn)樽呔€電感器和封裝形式電感器的存有，及時(shí)很多堆積去耦電容也很難在更高頻率起到作用。PCB電源地平面對(duì)形成了一個(gè)平板電容，也具備去耦功效，大概功效在數(shù)十兆。

示波器如何處理有噪聲的信號(hào)

    集成電路芯片和處理芯片承擔(dān)高頻段（100M之上），現(xiàn)階段的**器件一般會(huì)在封裝形式上提升去耦電容，這時(shí)PCB里的去耦范疇能夠減少到數(shù)十兆乃至幾兆。在電流量負(fù)荷不會(huì)改變的前提下，大家只需分辨出工作電壓噪聲發(fā)生在哪一個(gè)頻段，因此對(duì)于這一頻段所相應(yīng)的去耦元器件開展提升就可以。在2個(gè)去耦元器件的鄰近頻段時(shí)2個(gè)去耦元器件會(huì)協(xié)調(diào)功效，因此在剖析去耦元器件零界點(diǎn)時(shí)鄰近頻段的去耦元器件也需要與此同時(shí)列入考慮到。

    依據(jù)傳統(tǒng)式電源調(diào)節(jié)工作經(jīng)驗(yàn)，在該網(wǎng)絡(luò)上出現(xiàn)了一些去耦電容，提升電源互聯(lián)網(wǎng)的特性阻抗容量，確保在中國(guó)頻段的電源互聯(lián)網(wǎng)特性阻抗都可以達(dá)到該應(yīng)用領(lǐng)域的市場(chǎng)需求。結(jié)論諧波失真僅減少幾mV，改進(jìn)幾乎為零。造成這種結(jié)論幾個(gè)很有可能：1、噪聲處于低頻率，并不是這種去耦電容起作用的范圍之內(nèi)；2、提升電容器影響了電源控制器VRM的環(huán)城路特點(diǎn)，電容器產(chǎn)生的特性阻抗減少與VRM的惡變相抵了。帶上這一疑惑，大家考慮到應(yīng)用數(shù)字示波器的頻域分析作用來(lái)查詢電源噪聲的頻域特點(diǎn)，精準(zhǔn)定位根本原因。

    泰克數(shù)字示波器的頻域分析作用是通過(guò)傅里葉變換完成的，傅里葉變換的實(shí)際上是一切頻域的編碼序列都能夠表明為不一樣工作頻率的正弦波信號(hào)的無(wú)盡累加。大家剖析這種正弦函數(shù)波的頻率、峰峰值和位置信息內(nèi)容，便是將頻域數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換到時(shí)域的統(tǒng)計(jì)分析方法。模擬示波器取樣到的編碼序列是離散變量編碼序列，所以我們?cè)谄饰鲋凶畛Ｓ玫氖茄杆俑道锶~變換（FFT）。FFT算法是對(duì)離散變量傅里葉變換（DFT）算法優(yōu)化而成，運(yùn)算量減少了好多個(gè)量級(jí)，而且必須計(jì)算的等級(jí)越大，運(yùn)算量節(jié)省越大。

    泰克數(shù)字示波器捕捉的噪聲波型開展FFT轉(zhuǎn)換，幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)應(yīng)注意。

    1、依據(jù)耐奎斯特取樣基本定律，轉(zhuǎn)換后的頻帶寬化（Span）相匹配與原有數(shù)據(jù)信號(hào)的采樣頻率的1/2，假如初始數(shù)據(jù)信號(hào)的采樣頻率為1GS/s，則FFT以后的頻帶寬化較多是500MHz；

    2、轉(zhuǎn)換后的工作頻率屏幕分辨率（RBWResolutionBandwidth）相匹配于采樣時(shí)間的最后，假如采樣時(shí)間為10mS，則相應(yīng)的工作頻率屏幕分辨率為100Hz；

    3、頻帶泄露，即信號(hào)頻譜中各譜線中間互相影響，動(dòng)能較低的譜線非常容易被鄰近的**率能量譜線的泄露所吞沒。防止頻帶泄露能夠盡可能收集速度與信號(hào)頻率同歩，增加收集數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)長(zhǎng)及應(yīng)用適度的窗函數(shù)。

    電源噪聲測(cè)量時(shí)不要求較強(qiáng)的采樣頻率，因此可以設(shè)置較長(zhǎng)的時(shí)基，也代表著收集的數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)間可以充足長(zhǎng)，能夠覺得遮蓋到全部合理數(shù)據(jù)信號(hào)的周期時(shí)間，這時(shí)不用加上窗函數(shù)。調(diào)節(jié)之上設(shè)定能夠獲得較為確切的FFT轉(zhuǎn)換曲線圖了，再根據(jù)zoom作用查詢感興趣的頻段。

    這兒對(duì)VRM的特性進(jìn)行分析，VRM分析的方法諸多，這里關(guān)鍵選用模擬仿真其意見反饋環(huán)城路波特圖的方式。波特圖關(guān)鍵觀查好多個(gè)關(guān)鍵信息：1、穿越重生工作頻率，增益值曲線圖穿越重生0dB線的工作頻率點(diǎn)；2、相位裕度，相位差曲線圖在穿越重生工作頻率場(chǎng)所相匹配的位置值；3、增益值裕量，相位差在-360°時(shí)所相匹配的增益值。這兒大家關(guān)鍵關(guān)心穿越重生工作頻率和相位裕度這兩個(gè)指標(biāo)值。