電源完整性 (PI) 是電子行業(yè)中廣泛使用的一個術(shù)語，可分析系統(tǒng)內(nèi)部電源從源端向負(fù)載轉(zhuǎn)換和傳輸?shù)男省ｋS著數(shù)字信號速率的不斷提升，特別是提升到 10Gbps 以上數(shù)量級后，電源完整性的測量成為關(guān)鍵測試項目之一。
測量內(nèi)容
PARD—周期和隨機偏差，描述了在其他所有參數(shù)均為常數(shù)時直流輸出與直流平均值的偏差，用來衡量直流輸出經(jīng)過電壓調(diào)整和濾波電路之后所殘留的多余的交流和噪聲分量。
負(fù)載響應(yīng)—指一個靜態(tài)或瞬態(tài)負(fù)載，根據(jù)預(yù)先確定的負(fù)載可以衡量電源維持在指定輸出電壓范圍內(nèi)的能力。通常要測量電源在基于負(fù)載的預(yù)定義建立頻段內(nèi)的瞬態(tài)恢復(fù)時間。
噪聲—直流電源與標(biāo)稱值的偏差。包括隨機噪聲 ( 如熱噪聲 )、雜散信號 ( 例如相鄰電路或 PARD 和負(fù)載響應(yīng)中的開關(guān)耦合 )。
時域分析
實時示波器是用來進(jìn)行電源噪聲測量的常用工具，但是不能忽略的是，實時寬帶數(shù)字示波器以及其探頭都有其固有的噪聲。
對于電源紋波噪聲的測試，通常需要注意以下幾點：
盡量不使用 8bits 示波器
盡量使用專用的電源測試探頭
盡量使用小衰減比的探頭
盡量使用示波器最小量程以降低示波器本底噪聲；
探頭的接地線盡量短，構(gòu)成的環(huán)路面積盡可能小
根據(jù)需要使用帶寬限制功能,低通濾波器和高通濾波器，甚至帶通濾波器。
頻域分析
電源完整性分析對象主要是電源分配網(wǎng)絡(luò) PDN（Power Distribution Network）。要衡量 PDN 性能，只用示波器測試 CPU 和 IC 管腳的電源紋波和噪聲是不夠的，要用到網(wǎng)絡(luò)分析儀。
用網(wǎng)絡(luò)分析儀去測試 PDN，有兩大挑戰(zhàn)：
1、PDN 的輸出阻抗和傳輸阻抗是毫歐級的，想準(zhǔn)確測試，是一件比較困難的事情。
2、PDN 工作時是帶直流電壓的，即帶偏置的，需要網(wǎng)絡(luò)分析儀有偏置測量的功能。
測量技巧
1.選擇噪聲最低的示波器測量路徑（圖4）
2.通過限制帶寬來減少測量系統(tǒng)噪聲（圖5）
3.使用 1:1 衰減器來減少測量系統(tǒng)噪聲（圖6）
4.使用探頭偏置來提高動態(tài)范圍（圖7）
5.正確地使用隔直器（圖8）
6.盡量減少電源加載示波器和探頭的需要（圖9）
7.使用 FFT 進(jìn)行深入分析（圖10）
8.觸發(fā)可疑的干擾源，并使用平均值法減少無關(guān)噪聲（圖11）
9.使用足夠的帶寬來捕獲令人困擾的瞬態(tài)和噪聲（圖12）
10.充分利用專為電源噪聲測量而設(shè)計的電源探頭（圖13）
