物聯(lián)網(wǎng)挑戰(zhàn) - 信號(hào)和電源完整性

混合信號(hào)ICs通常用于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的設(shè)計(jì)中，它包括傳感器/MEMS，以及在同一集成電路上以相對(duì)較低的功耗工作的模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。他們對(duì)串音非常敏感。低功率配電網(wǎng)的運(yùn)行容差通常非常小，這就增加了電力軌上的波紋和噪聲對(duì)時(shí)鐘和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)產(chǎn)生負(fù)面影響的可能性。許多物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的小物理結(jié)構(gòu)也要求高速信號(hào)通道密集，從而增加了串?dāng)_和耦合的風(fēng)險(xiǎn)。

盡可能使用良好的信號(hào)完整性設(shè)計(jì)原則，如點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信號(hào)路由拓?fù)洌刂?/span>PDN中所有的跟蹤阻抗和互連，保持返回路徑長(zhǎng)度短，并在相鄰的跟蹤之間保持足夠的空間以減少耦合，這些都有助于解決信號(hào)完整性問(wèn)題。雖然遵守諸如此類的良好設(shè)計(jì)原則對(duì)于實(shí)現(xiàn)可靠的設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的，但是能夠徹底描述整個(gè)設(shè)備中攜帶信號(hào)的結(jié)構(gòu)的電氣性能也是至關(guān)重要的。

矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(VNA)是描述任何互連線或傳輸線電性能的最常用工具之一。影響信號(hào)完整性的重要特性，如插入損耗、衰減、反射、串?dāng)_、延遲以及差分到共模轉(zhuǎn)換，都可以通過(guò)為應(yīng)用程序正確配置的VNA進(jìn)行評(píng)估。此外，一些VNAs有能力(通常通過(guò)軟件選項(xiàng))對(duì)s參數(shù)測(cè)量執(zhí)行時(shí)域轉(zhuǎn)換，該轉(zhuǎn)換將顯示通道的脈沖響應(yīng)。

關(guān)于電源完整性，最近開發(fā)的電源軌探頭有助于在電源軌上進(jìn)行超低噪音測(cè)量，它連同示波器一起使用。根據(jù)制造商的不同，這些探頭的特點(diǎn)一般包括:

? 高達(dá)60V的偏移，以確保電源軌完全移位到示波器顯示屏上。

? 動(dòng)態(tài)范圍高達(dá)1V。

? Gigahertz運(yùn)行帶寬以確保高頻噪聲不會(huì)被檢測(cè)到。

? 1：1衰減比，可降低測(cè)量系統(tǒng)噪音。

? 50kΩ阻抗，以減少負(fù)載。

選擇合適的工具來(lái)檢測(cè)信號(hào)和電源完整性問(wèn)題，對(duì)于充分識(shí)別和解決性能不佳的原因以及驗(yàn)證設(shè)計(jì)的真實(shí)性能非常重要。 VNA、電源軌探頭和示波器只是幫助實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的一些工具。