Messen der Hochfrequenzwelligkeit, ohne DC zu sperren oder Ihre Stromschienen zu belasten

Die Rauschspezifikationen für Stromschienen können bis zu MHz- oder GHz-Frequenzbereichen mit Amplituden in Millivolt reichen.

Ein Oszilloskop mit geringem Rauschanteil und hoher Bandbreite kann für diese Messungen verwendet werden, wobei es allerdings schwierig ist, das Signal in das Instrument einzubringen.

Die passiven Tastköpfe (10-fach) mit hoher Impedanz, die im Oszilloskop zur Verfügung stehen, haben möglicherweise eine ausreichende Bandbreite, aber schwächen das Rauschsignal, das Sie messen möchten, leider ab. Das Oszilloskop verstärkt dann sowohl das Signal als auch das Rauschen des Messsystems, woraufhin diese nicht mehr auseinanderzuhalten sind.

1-fach–Tastköpfe leiten das Rauschen ungedämpft weiter, sind aber auf mehrere MHz-Bandbreiten beschränkt.

Übertragungsleitung-Tastköpfe oder Kabel mit 50 Ω Oszilloskopeingang bieten eine großartige Hochfrequenzleistung, verursachen jedoch immense Lasteinwirkung bei DC.

Der ideale Tastkopf für Stromschienenmessungen bietet hohe Impedanz bei DC und fungiert als 50-Ω-Übertragungsleitung für Hochfrequenz-AC. Stromschienen-Tastköpfe, wie TPR1000 und TPR4000, sind darauf ausgelegt, diese Herausforderungen bei hoher Bandbreite, ohne Dämpfung und mit minimaler Lasteinwirkung zu bewältigen.

Minimieren des vom Messsystem verursachten Rauschens

Beim Messen von Rauschen in der Größenordnung von 10 mV muss sorgfältig auf das Rauschen des Messsystems geachtet werden. Wie oben erwähnt, reduziert die Verwendung nicht dämpfender Tastköpfe (1-fach) die Belastung der Verstärker Ihres Oszilloskops. Das interne Rauschen und die Messauflösung des Oszilloskop spielen ebenfalls eine entscheidende Rolle.

Das MSO der Serie 6 verfügt über ein neues Frontend mit branchenführender Rauschleistung. Das Oszilloskop bietet offenes Kanalrauschen von nur 50 μV _RMS und 466 μV _Peak. In Verbindung mit den Stromschienen-Tastköpfen TPR1000/4000 kann das Systemrauschen bis zu nur 70 μV _RMS betragen.

Die 6er-Serie bietet eine 12-Bit-Auflösung von 12,5 GS/s. Eine Funktion für hohe Auflösung erhöht die Auflösung auf 16 Bit bei 625 MS/s und darunter. MSOs der Serien 4 und 5 bieten im hochauflösenden Modus auch eine 12-Bit-Auflösung mit bis zu 16 Bit.

Charakterisierung des Rauschens durch gleichzeitige Spektrum- und Wellenformanalyse

Nehmen wir an, Sie haben das Stromschienengeräusch gemessen und es liegt außerhalb der Spezifikation. Stammt es von einem DC-DC-Wandler? Von der Massenversorgung? Von einem PLL? Einem Taktgeber? Von Übersprechen? Die Spektrumanalyse kann Hinweise auf Rauschquellen liefern und dabei helfen, Rauschfrequenzen mit Schaltfrequenzen und Oberwellen zu korrelieren.

Wenn ein Spektrumanalysator, wie der RSA306, mit einer DC-Sperre an die Stromschiene angeschlossen wird, kann dies Einblicke in das Rauschen geben.
Die FFT-Funktion Ihres Oszillokskops ist ebenfalls nützlich, aber diese Funktionen verwenden den Abtasttaktgeber Ihres Oszilloskop, was es schwierig, wenn nicht sogar unmöglich macht, sich das Spektrum und die Spannungsformen gleichzeitig anzusehen. Die einzigartige Spektrumansicht für MSOs der Serien 4, 5 und 6 bietet unabhängige Steuerelemente für Spektrumanalysatoren, sodass Sie gleichzeitig synchronisierte Spektren des Zeitbereichs und Wellenformen des Frequenzbereichs sehen können.

Schnellere Stromschienenmessungen mit automatisierter Analysesoftware

Selbst einfache Messungen wie Welligkeit, Überschwingen und Unterschwingen auf Dutzenden von Stromschienen erfordern erhebliche Zeit und Detailtreue.

Die MSOs der Serien 5 und 6 sind mit der Software für digitales Leistungsmanagement erhältlich, sodass sie diese sich wiederholenden Messungen zu automatisieren und detaillierte Berichte erstellen können. Die Software enthält auch eine Jitter-Analyse (TIE-, RJ-, DJ- und Augendiagramm-Messungen) zur Prüfung, ob Taktgeber und Kommunikationssignale, die von Ihrem PDN gespeist werden, übermäßig Jitter aufweisen.