Integritätsprüfungen an DC-Versorgungs- spannungen

Integritätsprüfungen an DC Versorgungsspannungen

Die Integrität und Stabilität von DC-Versorgungsspannungen auf Leiterplattendesigns werden zunehmend zu einem entscheidenden Faktor für die Zuverlässigkeit eines Elektronikprodukts. Fortschritte in der Halbleitertechnologie führten dazu, dass die notwendigen Versorgungspannungen für Bauelemente kontinuierlich gesunken sind. Vor einigen Jahren waren Spannungen von 5 V üblich, während Bausteine heutzutage oft mit 3.3, 1.8, 1.5 oder gar 1.1 V betrieben werden müssen. Mit jeder Reduktion der Versorgungsspannung reduzieren sich auch die Toleranzbereiche. Dies hat zur Folge, dass Störungen wie Rauschen, Ripple, Transienten oder Überschwinger, die Toleranzgrenzen verletzen und Fehlverhalten verursachen.

Um Fehlverhalten verursacht durch Störungen in den Versorgungsspannungen vorzubeugen, sind Integritätsprüfungen in der Prototypenphase notwendig. Diese Aufgabe stellt für den Entwickler eine grosse Herausforderung dar. Das Messsystem, bestehend aus Oszilloskop und Probe, muss rauscharm sein, damit Störungen überhaupt sichtbar werden. Das Oszilloskop muss genügend DC-Offset zur Verfügung stellen, damit man genügend tief ins Signal reinzoomen kann. Schlussendlich ist eine grössere Eingangsimpedanz als 50 Ω am Oszilloskop wünschenswert, damit das Oszilloskop nicht zu einer zusätzlichen DC-Last für den Prüfling wird.

Das richtige Werkzeug um diese Aufgabe zu lösen ist die N7020A Power Rail Probe von Keysight Technologies. Die Probe verfügt über einen DC-Offsetbereich von +/-24 V damit der Anwender genügend tief in den AC-Anteil hineinzoomen kann. Um die DC-Spannungsversorgung nicht zu belasten, weist die Probe eine 50 kΩ Impedanz bei DC auf und fällt dann auf 50 Ω Eingangsimpedanz ab. Damit weist die Probe ein 1:1 Dämpfungsverhältnis für Frequenzen über 1 MHz auf, was sich positiv auf das Eigenrauschen der Probe und damit auf das gesamte Messsystem auswirkt. Um die DC-Spannungsversorgung auf einer Leiterplatte zu kontaktieren, stehen ein SMA Kabel und sogenannte „Pig Tail“ Kabel zur Verfügung, welche direkt auf die Platine gelötet werden können.

Mit dieser Probelösung hat der Anwender das ideale Werkzeug zur Hand um die Integrität einer DC-Versorgung auf einem Leiterplattendesign zu testen. Diese Prüfung ist essentiell um Fehlverhalten der Elektronik in späteren Stadien der Entwicklung und in der Markteinführungsphase vorzubeugen.

Technische Details:

  • Bandbreite (-3 dB): 2 GHz
  • Dämpfungsverhältnis: 1:1
  • Offsetbereich: +/-24 V
  • Eingangsimpedanz @ DC: 50 kΩ
  • Dynamikbereich: +/- 850 mV
  • Rauschen: 10% des Oszilloskoprauschens

Für weitere Auskünfte, rufen Sie uns unter 044 308 66 66 an oder füllen Sie unser Kontaktformular aus.

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