使用 2 端口探头测量 40 uOhm(2000 安培)PDN 的挑战 – 需要多少 CMRR?

news2025/4/2 21:10:52

部分 1 / 3

 
 
 

本文是 3 部分系列的第一部分:

 
  • 第 2 部分 - 测量结果! 

  • 第 3 部分 - 使用另一台 VNA 的测量结果

 
 
 

介绍

 

我们大多数人都知道 2 端口测量中的接地回路。我们大多数人也都知道,我们需要引入接地回路隔离器来纠正错误。如果没有,我们已经发表了大量关于这个主题的文章。但是您需要增加多少 CMRR 呢?使用探针对这一要求有何影响?

 

 

 

请放心,这种测量可以成功执行,如图 1 所示,我们将在本博客中向您展示如何确定它需要多少 CMRR。

 
 
 

 
 
 

图 1 – 通过阻抗测量的 37 μΩ 已知 DUT 2 端口分流的描述。

 
 
 

Intel、Nvidia、AMD、Qualcomm 和 Broadcom 等公司正在将更多内核放在单个芯片上。Ampere 就是一个很好的例子,他们设计了一个在单个芯片上具有 192 个内核的云处理器解决方案。虽然 2000 安培似乎过高,但数据中心、超级计算和 AI 的电力需求已经超过了这个数字。在不考虑热设计或 PDN 验证的其他因素的情况下,让我们专注于测量 2000 安培 PDN 所需的内容。

 

 

 

使用 2 端口探头甚至两个 1 端口探头测量 2000 A PDN 并不直观,甚至不简单。为了有效地测量 2000 安培的 PDN,首先要了解要测量以支持 2000 安培的所需阻抗,这一点很重要。参考 EQ(1),如果假设 0.8V 电源域具有 80 mV 峰峰值纹波规格,那么对于 2000 A 的阶跃负载,目标阻抗 (ZTGT) 为 40 μΩ。

 
 
 

情商(1)

 

 
 
 
 
 

接地回路误差

 

了解了 ZTGT,可以努力了解能够进行 40 μΩ 测量的要求。很快就会发现,共模抑制比 (CMRR) 成为减轻接地回路的重要品质因数,以便通过测量成功将低阻抗测量到与双端口分流相关的微欧姆级。这种方法已经被广泛发布,因此本次讨论将不包括细节。

 

 

 

图 1 描述了使用 1 米 PDN 电缆的 40 μΩ 被测设备 (DUT) 的 2 端口测量设置。接地环路误差清晰可见,由此产生的误差如图 2 所示。

 
 
 

 

图 2 – 使用 1 米 PDN 电缆的 40 μΩ DUT 阻抗测量装置。

 
 
 

 

图 3 - 使用 1 米 PDN 电缆的 40 μΩ DUT 阻抗测量装置。

 
 
 

接地回路电阻是连接 VNA 和 DUT 的两根电缆的并联等效电阻。在这种情况下,两根电缆与探头接地引脚相同。因此,单个电缆和探针的电阻是测量值的两倍。

 
 
 

均衡器(2)

 
 
 

 
 
 
 
 

返回电阻是电缆屏蔽层和引脚电阻之和。

 
 
 

均衡器(3)

 

 
 
 

通过替换

 

情商(4)

 

 
 
 

求解测量值并添加 DUT 可得到

 
 
 

情商(5)

 

 
 
 

这清楚地表明,接地回路由两部分组成,即电缆和引脚。每个都为接地环路误差提供电阻。

 

 

 

一个常见的错误是使用 calibration 来消除 ground loop 误差。校准将从结果中减去 R_measured 的常数值,理论上可提供正确的测量值。

 
 
 

均衡器(6)

 

 
 
 

这种方法不起作用,因为 K 的值是常数,但 cable 和 pin 电阻的值不是。弯曲电缆或对引脚施加压缩将使接地电阻值发生少量变化。许多 VNA 上使用的 BNC 连接器的接地电阻也不是恒定的。然而,这个微小的值变化与 DUT 具有相同的数量级,而电缆 + 引脚电阻比 DUT 大许多数量级。

 

 

 

此方法尝试取两个非常大的数字之间的差以获得非常小的结果。这通常是不成功的。

 

 

 

Ground Isolator 简介

 

接地隔离器的引入将方程式变为

 
 
 

情商(7)

 

 
 
 

在这种情况下,接地电阻首先除以隔离器的 CMRR,从而显著降低对接地回路电阻微小变化的敏感性。

 

 

 

变压器隔离器在低频时限制此 CMRR,而固态隔离器则不然。另一方面,变压器的工作频率通常高于固态隔离器,因此需要权衡取舍。但问题是需要多少隔离才能进行合理的测量。

 
 
 

情商(8)

 

 
 
 

均衡器(9)

 

 
 
 

均衡器(10)

 

 
 
 

假设愿意在 40uOhm 测量中容忍 10% 的接地环路误差,则误差项必须小于 40μΩ。

 
 
 

均衡器(11)

 

 
 
 

均衡器(12)

 

 
 
 
 
 

这使我们能够求解执行此测量所需的隔离器 CMRR。

 
 
 

均衡器(13)

 

 
 
 

1 米 PDN 电缆的屏蔽电阻约为 15mΩ。Picotest P2104A 引脚的电阻通常也约为 15mΩ,尽管接触压力可能会有很大变化,并且存在很大的容差。

 
 
 

均衡器(14)

 

 
 
 

情商(15)

 

 
 
 

在低频下,进行测量的最小 CMRR 为 77.5dB。

 
 
 

使用 CMRR 减少接地环路误差

 
 
 

为了演示 CMRR 测量要求,将理想的参数化运算放大器插入到仿真设置中,如图 1 所示,如图 3 所示。使用 1 米 PDN 电缆和理想运算放大器的 2 端口分流测量结果如图 4 所示。理想的运算放大器代表接地环路隔离器。图中显示了具有 57dB 和 77.5dB 的运算放大器的 CMRR 与没有 CMRR 的结果。CMRR 为 57dB 的结果表明了另一款 Picotest 产品 J2113A。

 
 
 

 

图 4 – 使用 1 米 PDN 电缆和理想运算放大器的 40 μΩ 阻抗测量装置。

 
 
 

 

图 5 - 使用 1 米 PDN 电缆的 40 uΩ DUT 阻抗测量设置,具有 CMRR 变化。

 
 
 

如图 4 所示 ,当 CMRR 等于 77.5dB 时,我们的 40 μΩ DUT 的未校准误差为 7.4%。然而,如图 4 所示,当 CMRR 等于 57dB 时,未校准的误差几乎是 100%。这再次强调了前面的观点,即在 40 μΩ 下测量 2000 A PDN 并不容易或直观。然后,可以使用校准来进一步提高此精度。

 

 

 

点击此链接查看本博客讨论的第 2 部分,演示如何使用 2 端口探头测量 40 uΩ DUT。

 
 
 

引用

 
  1. Processors- Ampere Altra and AmpereOne

  2. Picotest J2114A 高 CMRR 隔离放大器 - 接地回路断路器 |Signal Edge 解决方案 (signaledgesolutions.com)

  3. S. M. Sandler,“如何测量超低阻抗(100uOhm 及更低)PDN”,EDI CON,2018 年 10 月。

  4. A. K. Davis, S. M. Sandler, “2 端口分流直通测量和固有接地回路”,EDI CON,2018 年 10 月。

  5. Picotest P2102A 2 端口探头 - Picotest P2102A 2 端口探头 |Signal Edge 解决方案 (signaledgesolutions.com)

  6. Picotest P2104A - Picotest P2104A 1 端口传输线 PDN 探头 |Signal Edge 解决方案 (signaledgesolutions.com)

  7. Picotest PDN 电缆 - Picotest PDN 电缆 |Signal Edge 解决方案 (signaledgesolutions.com)

  8. Picotest J2113A 半浮动差分放大器 - Picotest J2113A 半浮动差分放大器 - 接地回路断路器 |Signal Edge 解决方案 (signaledgesolutions.com)

  9. Omicron Bode 100 矢量网络分析仪 - Omicron Bode 100 矢量网络分析仪 |Signal Edge 解决方案 (signaledgesolutions.com)

 

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/2325941.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

蓝桥杯——统计子矩阵

解法&#xff1a;二维前缀和双指针 代码&#xff1a; #include <iostream> using namespace std; typedef long long ll; ll prefix[505][505], a[250010]; int main() {ll n, m, k, ans 0; cin >> n >> m >> k;for(int i 1; i < n; i)for(int …

吾爱破解安卓逆向学习笔记(4p)

学习目标&#xff0c;了解安卓四大组件&#xff0c;activity生命周期&#xff0c;同时了解去除部分广告和更新提示。 广告类型 1.启动页广告 2.更新广告 3.横幅广告 安卓四大组件 组件描述Activity(活动)在应用中的一个Activity可以用来表示一个界面&#xff0c;意思可以…

stm32第十天外部中断和NVIC讲解

一&#xff1a;外部中断基础知识 1.STM32外部中断框架 中断的概念&#xff1a;在主程序运行过程中&#xff0c;出现了特点的中断触发条件&#xff0c;使得CPU暂停当前正在运行的程序&#xff0c;转而去处理中断程序&#xff0c;处理完成后又返回原来被暂停的位置继续运行 1&…

26考研——线性表_ 线性表的链式表示_单链表(2)

408答疑 文章目录 三、 线性表的链式表示单链表概念单链表的结构头结点 单链表上基本操作的实现单链表的初始化带头结点和不带头结点的初始化操作注意 求表长操作按序号查找结点按值查找表结点插入结点操作扩展&#xff1a;对某一结点进行前插操作 删除结点操作扩展&#xff1a…

MATLAB 控制系统设计与仿真 - 31

二次型最优控制 考虑到系统如果以状态空间方程的形式给出&#xff0c;其性能指标为&#xff1a; 其中F,Q,R是有设计者事先选定。线性二次最优控制问题简称LQ(Linear Quadractic)问题,就是寻找一个控制,使得系统沿着由指定初态出发的相应轨迹,其性能指标J取得最小值。 LQ问题分…

蓝桥杯15届JAVA_A组

将所有1x1转化为2x2 即1x1的方块➗4 然后计算平方数 记得-1 2 import java.io.BufferedReader; import java.io.InputStreamReader; import java.io.OutputStreamWriter; import java.io.PrintWriter;public class Main{static BufferedReader in new BufferedReader(new In…

deepseek v3 0324实现工作流编辑器

HTML 工作流编辑器 以下是一个简单的工作流编辑器的HTML实现&#xff0c;包含基本的拖拽节点、连接线和可视化编辑功能&#xff1a; <!DOCTYPE html> <html lang"zh-CN"> <head><meta charset"UTF-8"><meta name"viewp…

20250331-智谱-沉思

背景 收到GLM沉思的消息&#xff0c;立马试用下。感觉真的太及时了。 &#xff08;背景&#xff1a;为了客户的需求“AI辅助写作”实验了2款开源workflow&#xff0c;2款在线workflow&#xff0c;好几款多智能体框架后&#xff0c;心中无底之际。。。&#xff09; 1. GLM(开启…

Java EE(17)——网络原理——IP数据报结构IP协议解析(简述)

一.IP数据报结构 (1)版本&#xff1a;指明协议的版本&#xff0c;IPv4就是4&#xff0c;IPv6就是6 (2)首部长度&#xff1a;单位是4字节&#xff0c;表示IP报头的长度范围是20~60字节 (3)8位区分服务&#xff1a;实际上只有4位TOS有效&#xff0c;分别是最小延时&#xff0c;最…

26考研|高等代数:线性空间

线性空间这一章在整个高等代数学习过程中是非常精华的部分&#xff0c;在学习这一章的过程中会有部分的概念较为抽象&#xff0c;一定要抓紧抓牢对于概念的理解&#xff0c;反复阅读与感受&#xff0c;同时也可以根据已知的解析几何中介绍的二维空间或者三维空间进行类推比较&a…

【Linux】进程间通信(IPC)-- 无名管道、命名管道

IPC机制 实现进程间通信 在多个进程间传输数据或共享信息的机制。 数据交换&#xff0c;共享资源&#xff0c;进程同步&#xff0c;消息传递。 IPC实现原理&#xff1a;通信进程能够访问相同的内存区域。 方法&#xff1a; 管道&#xff1a;无名管道pipe、命名管道FIFO S…

每日一题-力扣-2278. 字母在字符串中的百分比 0331

字母在字符串中的百分比求解方案 | 力扣 2278 题解 问题描述 给定一个字符串 s 和一个字母 letter&#xff0c;我们需要计算 letter 在 s 中出现的百分比&#xff0c;并将结果向下取整。例如&#xff0c;如果字符串是 "foobar"&#xff0c;字母是 "o"&…

关于CodeJava的学习笔记——11

一、GUI 1、最简单的GUI 只有一个按钮的GUI import java.awt.*; import javax.swing.*; public class SimpleGUI{JFrame frame;Button bt;public SimpleGUI(){frame new JFrame("标题栏内容");bt new Button("点我啊");frame.add(bt);frame.setSize(8…

首个物业plus系列展 2025上海国际智慧物业博览会开幕

AI赋能服务升级&#xff01;首个“物业plus”系列展 2025上海国际智慧物业博览会盛大开幕 3月31日&#xff0c;2025上海国际智慧物业博览会&#xff08;简称“上海物博会”&#xff09;在上海新国际博览中心N4馆隆重开幕。本届展会由广州旭杨国际展览有限公司主办&#xff0c…

rk3586开发版新增系统调用(Android13)

一、前言 最近想学一下kernel和hal,所以买了一块板子,带了个摄像头和屏幕,1100,学习投资了。这个Android内核定一个系统调用感觉是真的麻烦&#xff0c;主要是有一层bionic C&#xff0c;一开始不熟悉的时候还是花了点时间去配置。 二、kernel修改 include/uapi/asm-generic…

OCR第三个方案:PP-OCRv4的初步探索

一、PP-OCR历史简要回顾 先请出PP-OCR官网&#xff0c;理解上有出入的&#xff0c;以官网为准。 1.1 PP-OCR系列历史 PP-OCRv1&#xff08;2020&#xff09;&#xff1a;首创3.5M超轻量模型&#xff0c;奠定两阶段架构基础&#xff08;检测方向分类识别&#xff09;PP-OCRv2…

ICLR 2025 Spotlight:让机器人实现「自主进化」,蚂蚁数科、清华提出具身协同框架 BodyGen

最近&#xff0c;全球 AI 和机器学习顶会 ICLR 2025 公布了论文录取结果&#xff1a;由蚂蚁数科与清华大学联合团队提出的全新具身协同框架 BodyGen 成功入选 Spotlight&#xff08;聚光灯/特别关注&#xff09;论文。 论文出自蚂蚁数科与清华大学兴军亮老师团队合作的科研项目…

第十九章:Python-pyttsx3 库实现文本转语音功能

前言 在开发语音交互应用或需要文本转语音功能的项目时&#xff0c;pyttsx3 是一个非常实用的 Python 库。它支持离线语音合成&#xff0c;无需联网即可将文本转换为语音。本文将详细介绍 pyttsx3 的功能、用法以及常见问题的解决方法&#xff0c;并通过示例代码帮助你快速上手…

SvelteKit 最新中文文档教程(16)—— Service workers

前言 Svelte&#xff0c;一个语法简洁、入门容易&#xff0c;面向未来的前端框架。 从 Svelte 诞生之初&#xff0c;就备受开发者的喜爱&#xff0c;根据统计&#xff0c;从 2019 年到 2024 年&#xff0c;连续 6 年一直是开发者最感兴趣的前端框架 No.1&#xff1a; Svelte …

Flutter项目之构建打包分析

目录&#xff1a; 1、准备部分2、构建Android包2.1、配置修改部分2.2、编译打包 3、构建ios包3.1、配置修改部分3.2、编译打包 1、准备部分 2、构建Android包 2.1、配置修改部分 2.2、编译打包 执行flutter build apk命令进行打包。 3、构建ios包 3.1、配置修改部分 3.2、编译…