隨著電源軌電壓(rail voltage)和容差越來越小，對(duì)電源完整性進(jìn)行精確測(cè)量也變得越來越困難。過去，任何示波器都能夠測(cè)量5V電源軌上10%容差的漣波(ripple)，因?yàn)?00mV要求遠(yuǎn)高于示波器的噪聲位準(zhǔn)(noise level);但現(xiàn)在，無論使用何種示波器都難以測(cè)量1V電源軌上2%容差的漣波電壓。下面介紹了五種利用示波器精確測(cè)量電源完整性的技巧。
圖1：電源軌直流電壓及其容差
技巧1：調(diào)整顯示特性
波形強(qiáng)度(waveform intensity)
測(cè)量電源軌直流電壓容差需要測(cè)出最壞情況下的電壓峰-峰值(Vpp)，這可透過自動(dòng)化測(cè)量完美實(shí)現(xiàn);有時(shí)目測(cè)判定也很有用，所有示波器均有顯示設(shè)置，使用者可透過該設(shè)定改變波形強(qiáng)度。該強(qiáng)度值通常被設(shè)為約50%，將強(qiáng)度設(shè)為更高的值可讓使用者更輕松地查看出現(xiàn)頻率較低的波形對(duì)應(yīng)的示波器像素。但增加波形強(qiáng)度的不利之處在于，這樣更難以判斷任何特定像素上顯示波形的出現(xiàn)頻率;雖然這對(duì)于觀察調(diào)變信號(hào)很重要，但這種分辨率對(duì)于電源完整性測(cè)量通常并不重要。
無限持續(xù)時(shí)間(Infinite persistence)
打開無限持續(xù)時(shí)間模式可讓連續(xù)采集的波形累迭顯示;無限持續(xù)時(shí)間對(duì)于建檔也非常有用，示波器可顯示較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的直流電壓容差范圍。
色彩分級(jí)(Color grading)
打開色彩分級(jí)模式可生成電源軌波形的3D圖;色彩分級(jí)結(jié)合無限持續(xù)時(shí)間顯示有助于更深入地認(rèn)識(shí)電源軌信號(hào)。
技巧2：降低噪聲
選擇低噪聲示波器
如果信號(hào)強(qiáng)度小于示波器和探棒/纜線系統(tǒng)的噪聲，你永遠(yuǎn)也測(cè)量不出該信號(hào)。信號(hào)在進(jìn)入示波器后、進(jìn)入模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)前，會(huì)迭加前端噪聲;然后每個(gè)儲(chǔ)存的樣本除了包含原始的信號(hào)值，也會(huì)存在一些偏移量(offset)，偏移量大小取決于獲取樣本時(shí)存在的噪聲大小。使用者將在示波器的顯示屏上看到較粗波形，不要將它與快速更新速率相混淆。大于真實(shí)信號(hào)的峰-峰值會(huì)顯示并被測(cè)量到。
最好的方法是使用噪聲更低的示波器。如何確定示波器的噪聲水平?大多數(shù)示波器制造商都會(huì)提供產(chǎn)品規(guī)格表，列出該特定示波器的典型均方根(RMS)噪聲值;這些噪聲值是根據(jù)大量示波器樣本所特征化。噪聲是一種特征(characteristic)而非規(guī)格，制造商只會(huì)提供RMS噪聲的典型值，但噪聲的峰-峰值其實(shí)才是影響精確測(cè)量漣波的重要因素。
圖2：噪聲是導(dǎo)致電源軌直流漣波測(cè)量不準(zhǔn)確的主要原因
一個(gè)簡(jiǎn)單的方法是自己測(cè)量。快速特征化僅需幾分鐘，且無需使用外部設(shè)備。斷開示波器的所有輸入，打開Vpp測(cè)量，設(shè)置噪聲測(cè)量的垂直刻度和采樣率，讓示波器運(yùn)行，直到獲得穩(wěn)定且一致的Vpp噪聲值。噪聲水平取決于垂直靈敏度設(shè)置、帶寬設(shè)置和阻抗選擇(50Ω或1MΩ)，并且在同一示波器上的不同信道上會(huì)存在微小的差別。
不同制造商的示波器的噪聲水平差異可能會(huì)高達(dá)100%，如果需要精確地測(cè)量漣波，請(qǐng)確保選擇噪聲水平更低的示波器。
選擇噪聲最低的信號(hào)路徑阻抗
用于測(cè)量電源完整性的示波器通常具有兩種信號(hào)路徑阻抗：50Ω和1MΩ;使用者可以使用支持其中任意一種阻抗的探棒，或者使用纜線來完成電源軌測(cè)量。
對(duì)于具有上述兩種阻抗的示波器來說，50Ω阻抗通常噪聲更小，且支持示波器全帶寬。1MΩ路徑上的噪聲可能是50Ω路徑上的噪聲的兩到三倍，并且1MΩ路徑上的帶寬通常限制為500MHz，因此50Ω路徑是測(cè)量電源完整性的最佳選擇。
電源軌的輸出阻抗通常為mΩ等級(jí)。對(duì)于沒有任何探棒的纜線測(cè)量設(shè)備來說，50Ω路徑具有50Ω的直流輸入阻抗，會(huì)產(chǎn)生一些負(fù)載效應(yīng)，從而會(huì)減小電源軌直流幅度值。使用專用電源完整性探棒，例如具有50kΩ輸入阻抗的R&S RT-ZPR20，可以最大限度地減低該問題的影響。
