頻域示波器在電源噪聲分析中如何定位噪聲來源？

1. 頻域分析的基本原理

2. 定位噪聲來源的步驟

（1）設置頻域分析參數(shù)

• 采樣率：根據(jù)耐奎斯特定律，采樣率應至少是最高頻率的兩倍。例如，采樣率為1 GS/s時，頻譜展寬可達500 MHz。
• 頻率分辨率（RBW）：頻率分辨率取決于采樣時間的倒數(shù)。例如，采樣時間為10 ms時，頻率分辨率為100 Hz。
• 避免頻譜泄漏：通過延長采樣時間或使用窗函數(shù)減少頻譜泄漏。

（2）分析頻譜特性

• 識別主要噪聲頻率：通過FFT分析，找到頻譜中的主要噪聲峰值。例如，如果噪聲集中在11.3 kHz左右，說明該頻點的阻抗較高。
• 判斷噪聲來源：
  • 低頻噪聲（<100 kHz）：通常與電源調(diào)節(jié)器（VRM）相關(guān)。如果噪聲頻率接近VRM的穿越頻率，可能需要優(yōu)化VRM的環(huán)路設計。
  • 中頻噪聲（100 kHz~100 MHz）：可能與去耦電容或PCB布線有關(guān)。檢查電容的阻抗是否在該頻段內(nèi)有效。
  • 高頻噪聲（>100 MHz）：可能與高頻器件或芯片封裝有關(guān)。

（3）優(yōu)化設計

• 調(diào)整VRM設計：如果噪聲頻率接近VRM的穿越頻率，可以通過調(diào)整環(huán)路增益或相位裕度來優(yōu)化VRM性能。
• 優(yōu)化去耦電容：確保去耦電容覆蓋噪聲頻段，避免因電容阻抗過高導致噪聲增加。
• 使用高頻抑制措施：對于高頻噪聲，可以通過優(yōu)化PCB布線或增加高頻濾波元件來降低噪聲。

3. 其他輔助方法

• 觸發(fā)和平均：通過觸發(fā)與噪聲頻率相關(guān)的信號，并使用平均功能，可以提高噪聲的可見度，從而更準確地定位噪聲來源。
• 使用高靈敏度探頭：對于低噪聲電源，可以使用50歐姆同軸電纜或自制1:1探頭，以提高測量的靈敏度。

4. 案例分析