電源完整性，顧名思義，就是描述對電子系統內從源頭輸送到負載的功率的功效的研究。但隨著目前數字信號速率的不斷提升，電源完整性的精確測量變得越發困難。

那今天就從電源紋波和噪聲測量說起，通常，紋波和噪聲被認為可以互換，但是它們代表了不一樣的測試方式，需要使用不同的方法和技術進行測量。比如，當討論和開關穩壓器相關的紋波和噪聲時，通常認為紋波信號是在濾除開關信號和峰值噪聲或者與切換邊沿有關的振鈴之后產生的。

通常，工程師選擇示波器+探頭的方式做電源紋波和噪聲的時域測量。拿一個電子產品的供電系統來舉例。在做一個產品定型前，需要確定這個產品所需要的最基本的功能模組，然后確認各個部件所需的供電系統所需層面和路徑的時候，會預先根據相應規范和標準，指定一個Power Tree。正如你所看到的這樣，一個主干道有很多分支，分支上再有分支，一直到末端。

用時域儀器進行測量的時候，要適應各種直流電壓范圍，示波器自身和探頭對被測信號的影響要盡量達到最小，當然，還有What If分析。我們以1.1V電源軌上的紋波和噪聲測量為例，將時域測試挑戰細化如下：

?

探頭的衰減倍率

?

探頭+示波器的量測帶寬

?

示波器的垂直分辨率

?

探頭的DCoffset

?

量測系統的隔直器和相應的去嵌考量

?

提供What If分析思路，預估改善了PI問題后，對SI帶來多大的裕量提升

What If 分析，大家可能不太熟悉，這里多說幾句，在完成電源紋波和噪聲測試后，工程師通常要想辦法降低紋波和噪聲，那首先要找到源頭，然后再判斷是否值得花精力和時間降低來自某個源頭的串擾噪聲，即要提前預估當改善了來自某個源頭的串擾后，會對數字信號的信號完整性帶來多大的裕量提升。

使用MXR或EXR系列示波器、N7020A電源軌探頭、D9010POWA軟件，可很好地解決上面提出的各項挑戰，下面的左圖中，1.10V Supply with 115mVpp Noise是待測件上實際的帶紋波和噪聲的供電，是用MXR示波器結合N7020A電源軌探頭完成的。

右邊的兩個圖，是進一步結合D9010POWA的電源完整性軟件，完成What If分析，右上圖是由這個PI的問題所帶來的SI信號完整性的眼圖，該例中，Data Line眼圖眼寬僅為73ps。右下圖，是通過D9010POWA軟件剔除了這個1.1V上的串擾噪聲之后，預估出的信號完整性提升后的眼圖，該例中，變為114ps的信號眼寬，實現了提前得知PI的改善后，會對SI的裕量帶來多大的提升的預估。

敲黑板劃重點：

電源完整性測試和相關眼圖的What If分析

?

使用MXR或EXR示波器，配合N7020A的電源完整性探頭，可解決時域信號量測的挑戰，包括：

◎ 低探頭衰減比（1.1:1）

◎探頭高帶寬（2GHz）

◎ 探頭具備直流偏置功能（±24VDCoffset）

?

使用D9010POWA軟件，實現電源完整性和信號完整性的問題互調，即What If 分析：

◎預估改善了電源完整性問題后，對信號完整性產生的裕量提升

◎定位串擾問題的主要來源