源纹波和噪声测试测量的重要性

     电源纹波指标是开关电源模块或者 DC/DC 的一项很重要的参数。电源纹波可以理解为电源模块包括 VRM 的输出电压的波动，和复杂的供电网络无关，或者说是电源输出的源端的电压的波动。电源噪声则是指电源模块工作在实际产品系统中，经过供电分布网络将电源能量输送到芯片管脚处，在芯片管脚处的电压的波动，或者简单说是电源输出的末端的电压的波动。电源噪声从输出端经过供电网路(PDN)传输后到芯片管脚除了电源本身的纹波之外可能增加或者耦合进了其它电路部件的干扰比如时钟的串扰，以及电路本身工作过程中带来的其他噪声，典型的比如DDR 总线工作时的 SSN 噪声(Simultaneous Switching Noise)或者地弹(Ground Bounce)等。通常电源纹波频率由 MOSFET 切换频率决定，在几百 KHz 到MHz 级别，时钟串扰带来的电源噪声频率则在几十 MHz 到百MHz 左右，而 SSN 噪声则与总线或者信号传输的切换频率有关，最高可能达 GHz 级别，比如 DDR4 总线切换频率可能达2GHz左右。因此可见电源纹波通常在低频段，而电源噪声则要考虑到更高频段。

干净的电源是数字电路稳定工作的前提，为确保电源供应的质量，必须对电源的纹波和噪声进行测量。传统上，工程师通常只是对电源纹波进行测量而忽视电源噪声的测量。而随着近几年电路集成规模和信号频率的日益提高以及对低功耗的追逐，导致信号环境日趋复杂，同时信号幅度和电源供电幅度均大幅下降，相应地对电源纹波和噪声的要求日益提高。以 DDR4 规范 JESD79-4A 为例，VDDQ_DC 值仅为 1.2V，而 DQVref 相关参数值均有严格的范围：事实上，近年来随着高速串行信号速率发展到几十个 Gbps，电源完整性的重要性正在日益凸显。电源纹波和噪声的干扰是影响高速数字串行总线传输质量的主要因素之一，电源纹波和噪声的测试是电源完整性的一个重要方面。

测量工具的挑战和 Keysight 测试方案

面对如今严峻的测试挑战，又该如何应对？工欲善其事，必先利其器。为了测试到 2GHz 左右的电源噪声首先您必须有 一台带宽达 2GHz 的高精度低噪声示波器和探头组合，其次您还需要掌握一定的测试技巧。为什么示波器的本底噪声在当下的高精源度的电纹波和噪声测试中如此重要呢？

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