ZHCAF12A February 2025 – July 2025 TPS7A21
在进行测量之前,请为要进行的测量选择正确类型的示波器探头。示波器和探头的真实带宽必须至少等同于待测信号的带宽,以免测量结果出现失真。由于大多数示波器和探头并未指定采用真实带宽,而是指定为 -3dB 带宽,因此使用带宽至少是待测信号带宽 10 倍的示波器和探头,方可确保信号不失真。例如,在 10ns 内线性上升的信号具有 0.35/10ns = 35MHz(Bogatin 公式)的带宽,因此将示波器设置为 350MHz 或更高数值,并使用带宽为 350MHz 或更高的探头就足够了。
选择示波器探头时,需注意探头也容易受到寄生效应的影响。在瞬态测试中,较长的探头布线可能会导致压降显著增大。电容式 10X 探头可能会在 LDO 输出信号中引入额外的噪声。此外,在使用 10X 探头的情况下引入长接地环路,可能会在测量中增加不必要的噪声。10X 探头还可以有效提高信噪比,因为探头将信号衰减到十分之一,然后示波器以数字方式将信号增益 10 倍。因此在测量小信号时,有时亦可使用 1X 探头。使用 1X 探头时,需注意输入示波器通道的电压没有衰减,因此必须小心避免超过示波器通道的额定电压。
本节中,在进行负载瞬态测量时评估了两个示波器探头,分别为 SMA 探头和带有接地夹的探头。
图 3-1 显示了使用带有标准鳄鱼接地夹的探头进行的负载瞬态测量。图 3-2 显示了标准鳄鱼接地夹的设置,其中并无可连接探针尖端和接地夹的便捷测试点。可用的香蕉连接器用于将导线延伸连接到探头。图 3-1 显示了在使用标准鳄鱼夹时会出现较大的测量噪声,并且用户可以得出结论:器件噪声比数据表规定数据高得多。
图 3-1 采用鳄鱼接地夹连接的 TLV773 负载瞬态
图 3-2 TLV773 上采用鳄鱼接地夹设置的探头图 3-3 显示了示波器探头使用接地弹簧附件时的负载瞬态。图 3-4 显示了如何使用每个示波器探头附带的接地弹簧连接器。如果电路板上无 SMA 连接器,则在使用标准示波器探头时,采用此接地弹簧连接器是获得最短接地返回路径的理想选择,并且可以更大限度地减少耦合到测量中的噪声。图 3-3 显示了使用接地弹簧连接器实现的低噪声测量。
图 3-3 采用接地弹簧连接的 TLV773 负载瞬态
图 3-4 TLV773 上采用接地弹簧设置的探头图 3-5 显示了使用 SMA 连接器时的负载瞬态,图 3-6 则显示了使用 SMA 连接器的设置。图 3-5 显示了噪声最小的测量结果。SMA 连接器采用屏蔽设计,可降低耦合到电缆上的噪声,并可显著缩小接地返回环路。最终实现了噪声极低的测量。只要可能,TI 均建议使用 SMA 连接器以实现超低噪声测量功能。TI 的许多先进 LDO EVM 都采用 SMA 连接器来测量关键节点,例如器件引脚附近的输入和输出电压。
图 3-5 使用 SMA 连接的 TLV773 负载瞬态
图 3-6 TLV773 上的 SMA 设置