【应用】Keysight DSOX4054A和E5061B提供PSRR测试方案,动态范围轻松到达120dB

2020-08-09 Keysight
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PSRR,就是 Power Supply Rejection Ratio 的缩写,中文含意为“电源纹波抑制比”。也就是说, PSRR 表示把输入与电源视为两个独立的信号源时,所得到的两个电压增益的比值。公式PSRR = 20log[(Ripple(in) / Ripple(out))]。PSRR 的单位为分贝(dB),采用对数比值。

如何测试PSRR呢?电源抑制比(PSRR)测量相对简单。必须在直流输入端注入一个扫频正弦波,变频信号对电源输入进行调制,需要用到DC+AC线路注入器J2120A,然后在输出端测量该信号的衰减情况。但是,这种测量对装置噪声高度敏感,包括来自探测环路区域和印刷电路板(PCB)布局的噪声。目前KEYSIGHT提供了示波器集成函数发生器的方案和矢量网络分析仪VNA方案。

J2120A线路注入器技术规格

首先我们来看看示波器方案,在Keysight是德科技的3000T和4000示波器上购买电源分析选件后,界面如图可以看到频率响应测试,里面有PSRR的测试选项,这也是首次在示波器上实现PSRR的测试功能。示波器集成的函数发生器输出扫频率AC+DC注入J2120A,可以使用标准的10:1无源探头来探测调制的DC输入,但是建议使用1:1无源探头(例如Keysight N2870A)来探测输出,探头地线尽可能短,减少噪声干扰。假设被测的DC-DC转换器具有很大的抑制比,那么输出的幅度将非常小(亚毫伏),那还要求更高分辨的示波器才能测量到。由于示波器本底噪声较大,用示波器方案测试PSRR的动态范围有限,我们也可以通过提高输入的电压幅度来提高动态范围,一般示波器能测试的动态范围能到50-70dB不等。    

如果需要更大的动态范围,必须要更低噪声的仪器测试,矢量网络分析仪(VAN)基本都低于-100dBm的本底噪声,加上+10dBm的发射功率,一般动态范围都能超过120dB,但是网络分析仪一般起始频率都是9kHz甚至100kHz,不能满足低频PSRR测试。E5061B LF-RF Network Analyzer是一款低频网络分析仪。使用低频-射频选件(选件3L5/3L4/3L3)满足5 Hz 至 3 GHz,2 端口,50 Ω,S 参数测试,增益相位测试端口,内置的0 ~ ± 40 V (100 mA max)直流偏置源,在单一仪器中整合了网络分析和阻抗分析两大功能。

可以使用S参数测试端口和有源探头执行PSRR测量(接线如图)。建议将磁芯连接到测试电缆,以消除与测试电缆接地环路相关的测量误差。如测试界面图,测试轻松达到接近90dB。E5061B-3L5内置DC偏置,无需外接注入器,并具有直流监视功能,可以检查实际施加到DUT的直流电压电平。

通过对比我们能看到,示波器作为PSRR测试工具,动态范围比较小,但是示波器是工厂必备的仪器,成本也比较低,满足纹波较高的产品测试需求。E5061B矢量网络分析仪价格较高,动态范围大,内置直流偏置,满足器件测试要求,但是价格较高,大约是500MHz示波器的三倍价格。


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型号- PNA,N5241B,N5225B,P502XB 系列,N5249B,872XE,8714B,N9950A,8714C,N338XA,E5080B,E5080A,M937XA,N9918B,4194A,PXI VNA,85541B,N9951A,N1930XB,S97011B,N5242B,N5230A,8753E,P93XXB,N5230C,3577B,P937XA,8753C,P937XB,8753D,8753A,N524X,8753B,N522XA,8713C,N522XB,8713B,872XC,8510X,872XD,872XA,4395A,872XB,P502XB,P502XA,E5063A,8714ET,8714ES,PNA-L 系列,PNA 系列,N5231B,8530A,N5295AX,N5239B,N5227B,85309B,E835XA,E5070B,E5070A,N9916B,3577A,4192A,S94050B,N991XB,S96011B,N991XA,N5232B,P93XX,E836XC,N5244B,E836XB,N522X,S94051B,N9917B,PXI VNA 系列,N5221B,PNA-X,N9914B,PNA-L,N5245B,FIELDFOX 系列,8719E,8719C,8719D,E836XA,8719A,8719B,E5072A,N992XA,872XET,872XES,8712ET,N5290A,8712ES,N9915B,P500XB,P502XA 系列,N5234B,P500XA,P50XX,N5222B,N5253EX,N524XA,N524XB,M981XAS,N526BA,E5071C,E5071B,E5071A,ENA,85320B,85320A,8360B,N9952A,N5291A,N5251A,8753,N5247B,8510A,8752B,N5235B,8752C,8510C,N99XXA,S95011B,N1501A,8510B,8752A,N99XXB,8712B,8712C,N5293AX,S93011B,ENA 系列,8753 系列,E5062A,N5292A,8753ET,8753ES,N5252A,N5264B,N9913B,P938XB,8751A,N5224B,8711C,8711A,N523XA,8711B,N523XB,PNA-X 系列,M980XA,FIELDFOX,P50XXA,P50XXB,E5061B,8719ES,E5061A,8719ET,4195A

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