MXO 오실로스코프로 간편한 전원 시퀀싱 및 리플 노이즈 분석

목표

장치가 올바르게 동작하려면 회로 설계의 전원 공급 또는 차단이 중요하며, 이를 통해 부품과 구성 요소가 예상 전압 조건에서 정상 작동할 수 있습니다. 오실로스코프는 파워 레일 시퀀스에서 타이밍 동작을 검사하는 데 최적입니다. 하지만 일반적인 4채널 오실로스코프는 복잡한 회로에 대해 제한적인 분석만 가능합니다. 이보다 작은 전압과 1% ~ 2%의 허용오차에서는 기기 및 프로빙 노이즈로 인해 기기가 정확한 측정을 제공하기 어렵습니다. 빠른 스위칭 부하와 높은 주파수 노이즈 커플링은 특히 EMI 관련 문제를 비롯한 다양한 문제를 일으킬 수 있습니다.

로데슈바르즈 솔루션

MXO 5 시리즈 오실로스코프는 다른 파워 레일을 손쉽게 프로빙하는 기능으로 전력 시퀀스 분석을 간소화합니다. 이 오실로스코프는 8개의 아날로그 채널과 16개 로직 채널을 지원하여 복수 레일에 대한 종합적인 정보를 얻는 데 필요한 다양한 획득 요구사항을 충족할 수 있습니다. 또한 채널당 500 Mpoint의 업계 최대 용량 표준 메모리를 탑재하고 있어 신호 디테일에 대한 샘플링 분해능을 유지하는 동시에 밀리초 단위 Power up/down 시퀀스를 캡처합니다.

리플 노이즈 분석 시 대역폭을 줄이는 방식으로 12비트 ADC 샘플을 18비트 HD(High Definition) 분해능으로 개선하여 정확한 측정을 수행할 수 있습니다. 500 μV/div의 높은 입력 감도와 ±5 V의 광범위한 오프셋 범위로 최고의 수직 감도 설정에서 50 V DC 레일(10:1 프로브)을 검사할 수 있습니다. MXO 아키텍처는 개선된 프론트엔드 성능을 활용하며 무려 0.0001 수직 분할 미만의 감도가 적용된 샘플 기반 트리거를 사용합니다.

MXO 오실로스코프의 이점

• 8개 아날로그 채널 및 16개 디지털 로직 채널
• 채널당 500 Mpoint 표준 메모리
• 18비트 HD 모드의 12비트 ADC
• ±5 V 오프셋 범위의 500 μV/div 감도
• 디지털 트리거 구현

전력 시퀀스 측정 시 고려사항

특정 타이밍의 정밀 전압 레벨은 회로 기능에 중요합니다. 복수의 파워 레일을 프로빙 및 비교할 때 회로에 대한 기본 테스트로 전력 시퀀싱을 수행하는 것은 매우 번거로울 수 있습니다. 여기에서 로직 채널을 사용할 수 있지만 디테일은 제한적이며 임계값에 대해 1 또는 0만 나타낼 수 있습니다. 아날로그 채널 수를 늘리는 것이 트랜지스터 디테일을 캡처하는 데 더 좋습니다.

특히 (고출력 회로에 대해) 수백 밀리초 또는 수초를 관찰할 때에는 상당한 레코드 길이가 중요합니다. 충분한 방전 시간과 전력 시퀀스 역학의 철저한 평가를 위해서는 긴 레코드 길이가 필수적입니다. 배전망에서 낮은 DC 레일은 더 높은 공급 장치에서 파생되며 더 작은 레일로 조정되기 전에 안정화할 시간이 필요합니다.

리플 노이즈 측정 시 고려 사항

전력 무결성을 확인할 때에는 대역폭이 중요합니다. 높은 대역폭을 이용하는 측정 시스템은 언제나 더 높은 노이즈 레벨을 캡처합니다. 해당 주파수 범위를 식별하고 측정 장비에서 적절한 측정 대역폭과 필터 설정을 선택하는 것은 관련 주파수 성분을 캡처하는 동시에 불요 노이즈와 고조파를 거르는 데 중요합니다. 전력 변환 회로의 스위칭 주파수는 일반적으로 1 MHz입니다. 따라서 피드백 제어 루프의 안정성을 분석할 때 대역폭은 20 MHz로 충분합니다. 또한 기가헤르츠 대역의 더 높은 대역폭으로 전력 리플 노이즈를 특성화하는 추세도 증가하고 있습니다. 특히 단파 부하 변화 분석을 강조하는 추세입니다. R&S®RT-ZPR Pwer Rail Probe는 최대 4 GHz 분석 대역폭을 제공할 수 있습니다.

리플 노이즈를 측정할 때에는 셋업에 추가 노이즈가 주입되지 않도록 주의해야 합니다. 직접 연결하고 짧게 연결하는 방식으로 간섭을 최소화할 수 있습니다. 동축 케이블을 사용하면 모든 측정에 대해 인덕턴스가 낮은 셋업을 구현할 수 있습니다.

스펙트럼 분석을 통해 추가 정보를 제공하고 전력 리플의 주파수 성분을 식별할 수 있으며 특정 노이즈 소스를 찾아내어 효과적으로 대응할 수 있습니다. MXO 오실로스코프에는 45,000 FFT/s 업데이트 속도의 강력한 스펙트럼 분석 기능이 탑재되어 있습니다. 빠른 업데이트 속도에 따라 모호하거나 산발적인 이벤트에 대한 EMI 분석 시 스펙트럼 노이즈를 빠르게 표시해줍니다. 니어필드 프로브와 함께 사용할 경우 방출 소스를 찾고 필요한 필터 설계를 적용하여 전력 노이즈 문제를 완화할 수 있습니다.

요약

전력 시퀀스 및 파워 레일 분석은 정상적인 회로 동작을 보장하기 위한 기본 측정입니다. MXO 5 시리즈는 8개 채널을 지원하여 복수 레일 분석에 최적입니다. 채널당 기본 500 Mpoint는 높은 샘플링 분해능을 유지하며 12비트 ADC는 최고 정밀도로 정확한 측정을 구현합니다. HD 모드에서 필터링 및 박스 카 평균화를 통해 최대 18비트 정밀도를 제공할 수 있습니다. MXO 5 시리즈는 또한 ±5 V 오프셋 범위에서 500 μV/div의 높은 입력 감도를 지원하여 파워 레일 측정 시 패시브 프로브를 쉽게 셋업할 수 있습니다. 채널 입력은 필터를 선별적으로 적용하거나 HD 모드 필터링을 사용하여 필요한 측정 대역폭을 생성할 수 있습니다. 파워 리플 동작을 특성분석할 때에는 스펙트럼 분석, 주파수 응답 분석 등의 기능도 유용할 수 있습니다.