什么是电源PDN阻抗？电源PDN阻抗如何测试？

时间： 2024-07-09 来源：启威测实验室公众号

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电源PDN（Power Distribution Network）阻抗是衡量电源分配网络能力的一个重要参数，它影响着电子设备的性能和稳定性。在详细了解如何测试电源PDN阻抗之前，让我们先澄清一些基本概念。

图1 电源PDN阻抗测试设备展示

什么是电源PDN阻抗？‍

电源PDN阻抗可以理解为在特定频率下，电源分配网络对电流变化的响应。更具体地说，它是电源节点电压变化与该点电流变化之比。理想的电源网络应该具有足够低的阻抗，以确保芯片或电子元件在不同工作频率下都能获得稳定的电压供应。

图2 电源PDN阻抗测试探针及仪器

低的PDN阻抗意味着对电流变化的快速响应，有助于维持稳定的电源电压，减少电压尖峰或下降，从而提高电子系统的性能和可靠性。

电源PDN阻抗如何测试？‍

测试电源PDN阻抗主要采用两种方法：时域法和频域法。下面将分别介绍这两种方法：

图3 电源PDN阻抗测试

1. 时域法（TDT, Time Domain Testing）

工具：使用示波器和快速边沿信号源。信号源产生一个快速的电压跳变或脉冲，通过PDN送至负载。

过程：测量PDN响应的电压和时间，进而计算出时域中的阻抗。

分析：通过电压波形的变化分析PDN的响应，但需要转换为频域来更好地理解PDN性能，这通常涉及到复杂的数学转换。

2. 频域法（VNA, Vector Network Analyzer）

工具：使用矢量网络分析仪（VNA）。

过程： VNA在不同频率下向PDN注入小信号，并测量进入和反射的信号之比，进而计算出PDN的阻抗。

优点：直接在频域内进行测量，能够提供关于PDN性能随频率变化的直接视图。这是目前最常用也是最有效的方法。

图4 电源PDN阻抗测试结果

在实际测试中，为了更准确地测量PDN阻抗，通常需要确保测试环境的干扰最小化，比如使用低感抗的探针和确保地线尽可能短。此外，测试的时候可能需要在不同的电源节点重复测量，以全面评估整个PDN的性能。

总的来说，PDN阻抗的测试是确保电子设备在各种工作条件下都能稳定工作的关键步骤。通过合理的设计和测试，可以显著提高产品的性能和可靠性。

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