在電源噪聲分析中,頻域示波器可以通過頻譜分析定位噪聲來源,幫助快速識別和解決問題。以下是具體的方法和步驟:
1. 頻域分析的基本原理
電源噪聲的傳導頻譜通常集中在10 kHz到30 MHz之間,最高可達150 MHz。頻域示波器通過快速傅里葉變換(FFT)將時域信號轉(zhuǎn)換為頻域信號,從而分析噪聲的頻率成分。
2. 定位噪聲來源的步驟
(1)設(shè)置頻域分析參數(shù)
采樣率:根據(jù)耐奎斯特定律,采樣率應(yīng)至少是最高頻率的兩倍。例如,采樣率為1 GS/s時,頻譜展寬可達500 MHz。
頻率分辨率(RBW):頻率分辨率取決于采樣時間的倒數(shù)。例如,采樣時間為10 ms時,頻率分辨率為100 Hz。
避免頻譜泄漏:通過延長采樣時間或使用窗函數(shù)減少頻譜泄漏。
(2)分析頻譜特性
(3)優(yōu)化設(shè)計
調(diào)整VRM設(shè)計:如果噪聲頻率接近VRM的穿越頻率,可以通過調(diào)整環(huán)路增益或相位裕度來優(yōu)化VRM性能。
優(yōu)化去耦電容:確保去耦電容覆蓋噪聲頻段,避免因電容阻抗過高導致噪聲增加。
使用高頻抑制措施:對于高頻噪聲,可以通過優(yōu)化PCB布線或增加高頻濾波元件來降低噪聲。
3. 其他輔助方法
4. 案例分析
在實際案例中,通過頻域分析發(fā)現(xiàn)電源噪聲主要集中在11.3 kHz,進一步分析發(fā)現(xiàn)該頻點的阻抗較高,優(yōu)化VRM環(huán)路設(shè)計后,噪聲顯著降低。
通過頻域示波器的頻譜分析,可以快速定位電源噪聲的來源,并針對性地優(yōu)化設(shè)計,從而有效降低噪聲。