Проверка последовательности подключения питания для ПЛИС, ЦП и DSP

Измерительная задача

При подключения питания сложных электронных компонентов, как ПЛИС или ЦП, необходимо подавать различные напряжения в определенном порядке и с определенной задержкой или определенным временем нарастания. Необходимо минимизировать потребляемый ток и обеспечить высокоимпедансное состояние входов/выходов при подключении питания.

Последовательность отключения питания обычно обратна по отношению к последовательности подключения питания. Если эти последовательности не соблюдаются, ток может превысить указанные ограничения, что приводит к сбою в работе или повреждению компонентов. Во время разработки схем необходимо измерять и анализировать характеристики нескольких напряжений во время запуска и отключения, а также при нарушении электроснабжения.

Пример последовательности подключения питания при различных напряжения питания (показано слева) DSP типа TMS320C6652/4 от компании Texas Instruments Incorporated.

Решение компании Rohde & Schwarz

R&S®RT-ZVC — это многоканальный пробник осциллографа, который предоставляет до четырех каналов тока и четырех каналов напряжения с очень широким динамическим измерительным диапазоном. Каждый канал имеет АЦП с 18-битным разрешением на скорости 5 млн отсчетов/с и с полосой пропускания 1 МГц. Используя до двух пробников R&S®RT-ZVC, поддерживаемых на четырехканальном осциллографе R&S®RTO2000 или R&S®RTE1000, можно параллельно анализировать до 20 напряжений. При этой конфигурации каналы тока должны работать как высокочувствительный вольтметр в режиме внешнего шунта.

Расширенные функции анализа

Для проверки последовательностей подключения и отключения питания ПЛИС и ЦП необходимо определять характеристики напряжения питания в режимах включения и отключения. В частности, есть несколько характеристик напряжения, которые должны удовлетворять определенным требованиям.

• Задержка включения/отключения питания: различные напряжения питания необходимо подавать с определенными временными задержками, которые могут варьироваться от нескольких наносекунд до нескольких миллисекунд в зависимости от устройства
• Определенное время нарастания напряжения: уровни различных напряжений питания ПЛИС, ЦП и DSP обычно находятся в диапазоне от 1 В до 5 В. Кроме того, каждое напряжение имеет минимальное и максимальное время нарастания, которые меняются в диапазоне от нескольких микросекунд до нескольких миллисекунд. Поэтому рекомендуемая скорость нарастания находится в диапазоне нескольких В/мкс до нескольких В/мс
• Разница между напряжениями питания: во время нарастания (см. выше) разница между определенным напряжениями не должна превышать определенные значения

Осциллографы R&S®RTE1000 и R&S®RTO2000 — это высокоэффективные инструменты для проверки необходимых параметров последовательности подключения питания. С помощью измерительных и математических функций, встроенных в осциллографы, можно анализировать определенные характеристики напряжения:

• Курсоры позволяют в ручном режиме анализировать несколько параметров, например, задержку между различными каналами;
• Автоматизированные измерительные функции обеспечивают возможность простого измерения характеристик, например, задержки между каналами или времени нарастания отдельных напряжений. Кроме того, частота дискретизации 5 млн отсчетов/с прибора R&S®RT-ZVC достаточна для измерения типичных скоростей нарастания, составляющих несколько вольт в миллисекунду
• Математические функции между отдельными каналами осциллографа позволяют проверять необходимую разность напряжений

Превосходная точность для обеспечения строгих допусков по напряжению питания

Базисом для обеспечения достаточной производительности практически любого электронного устройства являются стабильные напряжения шин питания и определенная последовательность подключения питания. Напряжения шин питания и их допуски уменьшаются с целью минимизации потребляемой мощности и увеличения срока службы батареи.

Для анализа малых напряжений питания и обеспечения строгих допусков для ПЛИС и ЦП необходимо, чтобы чувствительность и точность измерительного устройства находились на определенном уровне. Превосходная точность R&S®RT-ZVC на уровне 0,1 % для измерений напряжения и 0,2 % для измерений тока более чем в 10 раз превышает точность стандартных каналов осциллографа.

Заключение

R&S®RT-ZVC — идеальный многоканальный пробник мощности, обеспечивающий возможность простой визуализации последовательностей включения и отключения напряжений питания ПЛИС и ЦП. Этот прибор поддерживает простое измерение задержки, шума от пульсации питания и времени нарастания на отдельных каналах с целью проверки точности и корректности процесса последовательности подключения питания.