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06-18
探头GND与信号两个检测点距离过大。
图 1：示波器 DC 的量化误差。
示波器存在量化误差。
实时示波器的ADC是8位的，将模拟信号转换成2的8倍。
当显示的波形仅占据屏幕的一小部分时，量化间隔增大，精度降低。
精确测量需要调整示波器的垂直刻度（必要时使用可变增益）。
），尽量让波形充满屏幕，充分利用ADC的垂直动态范围。
在图 1 中，蓝色波形信号 (C3) 的垂直刻度是红色波形 (C2) 的四分之一。
两个波形的上升沿被放大（F1=ZOOM(C2)，F2=ZOOM(C3)）。
然后在放大的波形上进行长余辉显示。
可以看到，右上部分的波形F1具有较多的步长（即量化级别），而右下部分的波形F2具有较少的步长（即量化级别较少）。
如果对两个波形C2和C3测量一些垂直或水平参数，可以发现充满屏幕的信号C2的测量参数统计量的标准偏差小于后者的测量参数统计量的标准偏差。
说明了前期测量结果的一致性和准确性。
通常测量电源噪声，使用有源或无源探头检测芯片的电源引脚和接地引脚，然后将示波器设置为长余辉模式，最后使用两个水平光标测量峰峰值电源噪声。
这种方法的一个问题是，传统无源探头或有源探头的衰减系数为10。
连接到示波器后，垂直刻度的最小刻度为20mV。
当不使用DSP滤波算法时，探头的背景峰峰值噪声水平约为30mV。
以DDR2的1.8V电源电压为例，如果按5%计算，允许的电源噪声为90mV。
探头的噪声已经接近待测信号的1/3。
因此，用10倍衰减的探头是无法准确测试的。
1.8V/1.5V等小电压。
实际测试1.8V噪声时，垂直刻度通常在5-10mV/div之间。
此外，探头的GND与信号检测点之间的距离也很重要。
当两点相距较远时，会出现很多 图2：探头上的信号电流环路EMI噪声辐射到探头的信号环路（如图2所示），通过探头观察到的波形示波器包含其他信号成分，导致测试结果错误。
因此，需要尽量缩短探头信号与地面检测点的距离，减小环路面积。
图3：力科PP探头示意图。
对于小电源的电压测试，我们推荐使用衰减系数为1的无源传输线探头。
使用此类探头时，示波器的最小刻度可以达到2mV/div，但动态范围有限，可调范围大。
偏移范围限制为 +/-mV。
因此，在测量常见的1.5V和1.8V电源时，在输入到示波器之前需要有隔直电路（DC-Block）。
图 3 显示了力科 PP 探头。
探头信号与地面之间的距离可以调节。
探头接地脚可弹性收缩，操作非常方便。
通过同轴电缆和隔直模块连接到示波器通道。
也可以剥下同轴电缆，直接将电缆的信号和地焊接到待测电源的电源和地上。
图4中，从SMA连接器上剥下一段同轴电缆，将其焊接到计算机主板的1.8V DDR2电源上，并测量电源噪声。
图4：测量某电脑主板上DDR2的1.8V电源噪声 准确测量电源噪声的波形后，可以计算出噪声的峰峰值。
如果电源噪声太大，需要分析噪声来自哪里。
频率，这时候就需要对电源噪声波形进行FFT，转换成频谱进行分析。
FFT中信号时间的长度决定了FFT后的频谱分辨率。
力科示波器支持业界最大的M点FFT，可以准确定位电源噪声来源的频率（其频谱分辨率比同类仪器高40%倍以上）。
图5：测量3.3V电源噪声 图5为某光模块3.3V电源噪声。
其噪声频谱最高点的频率为0.6KHz。
在对该光模块输出的1.25Gbps光信号的抖动测试中也发现了同样的KHz周期性抖动。
从图6中可以看出，对1.25G串行信号的周期性抖动进行分解后（Pj分解菜单），发现KHz的周期性抖动为63.7皮秒，并且在眼图中也可以清楚地观察到抖动。
这个案例说明电源噪声很可能导致一些高速信号的眼图和抖动恶化。
对电源噪声进行频谱分析，可以有效定位噪声源，指导调试方向。
使用示波器测量电源噪声时，为了保证测量精度，需要选择足够的采样率和采集时间。
建议采样率在MSa/s以上，这样Nycost频率为M，可以测量MHz以下的电源噪声。
对于最流行的板级电源完整性分析，M 的带宽就足够了。
低于该频率的噪声可以使用陶瓷电容器以及 PCB 上紧密耦合的电源和接地层进行过滤。
高于此的频率只能通过封装和芯片级去耦措施来实现。
波形采集时间越长，转换成频谱后的频谱分辨率（即delta f）越小。
通常我们的开关电源工作频率在10KHz以上。
如果频谱分辨率要达到Hz，至少需要采集10ms长的波形。
在 MSa/s 采样率下，示波器需要的存储深度为 MSa/s * 10 ms = 5M pts。
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