Power-Integrity-Messungen mit den Oszilloskopen R&S®RTM3000 und R&S®RTA4000

Für präzise Messungen an Stromversorgungen.

Messung einer 1,5-V-Stromversorgung mit passivem Tastkopf R&S®RT-ZP10, 500 MHz Bandbreite, Teilerverhältnis 10:1; (50 mV (Uss); Rauschen verbirgt Signaldetails).
Messung einer 1,5-V-Stromversorgung mit passivem Tastkopf R&S®RT-ZP10, 500 MHz Bandbreite, Teilerverhältnis 10:1; (50 mV (Uss); Rauschen verbirgt Signaldetails).

Ihre Anforderung

Das Messen von Rauschen und Welligkeit an Stromversorgungen mit niedrigen Spannungen und immer enger gefassten Toleranzen stellt eine Herausforderung für Oszilloskope dar. Die Verwendung eines gewöhnlichen passiven 500-MHz-Tastkopfs mit einem Teilerverhältnis von 10:1 erzeugt zusätzlich Messrauschen, was dazu führt, dass zu hohe Spitze-Spitze-Spannungen gemessen werden. Außerdem bleiben Signaldetails verborgen, wie in der Abbildung unten gezeigt.

Messung einer 1,5-V-Stromversorgung mit einem R&S®RT-ZP1x passiven 1:1-Tastkopf mit 38 MHz (31,8 mV (Uss)). Durch die Bandbreitenbegrenzung bleiben höherfrequente Transienten verborgen.
Messung einer 1,5-V-Stromversorgung mit einem R&S®RT-ZP1x passiven 1:1-Tastkopf mit 38 MHz (31,8 mV (Uss)). Durch die Bandbreitenbegrenzung bleiben höherfrequente Transienten verborgen.

Passive Tastköpfe mit einem Teilerverhältnis von 1:1 sind rauschärmer; ihre Bandbreite ist jedoch auf ca. 35 MHz begrenzt. Höhere Frequenzanteile auf der Stromversorgung werden nicht erfasst; zudem können zu niedrige Spitze-Spitze-Spannungen gemessen werden.

Unsere Lösung

Die Kombination aus rauscharmem Oszilloskop und Power-Rail-Tastkopf, der speziell für Messungen an Stromversorgungen entwickelt wurde, liefert exaktere Messungen. Der R&S®RT-ZPR20 aktive Tastkopf mit einem Teilerverhältnis von 1:1 ist sehr rauscharm und verfügt über ausreichend Bandbreite, um kritische Signalinhalte nicht abzuschwächen.

In Kombination mit einem R&S®RTA4000- oder R&S®RTM3000-Oszilloskop bietet der R&S®RT-ZPR20 Power-Rail-Tastkopf folgende Vorteile:

  • Mit einem Teilerverhältnis von 1:1 trägt der Tastkopf zum Systemrauschen von unter 500 μV (1 GHz Bandbreite und 10 mV/Div) nur einen minimalen Anteil bei.
  • Mit einem integrierten Offset von ±60 V können Anwender eine Vielzahl von Standard-DC-Spannungsversorgungen zentriert messen und auf Signaldetails zoomen, ohne sich darum kümmern zu müssen, wie groß der integrierte Offset des Oszilloskops ist. Dank des Offsets kann man auf AC-Kopplungs- und DC-Sperrkondensatoren verzichten, die das Erkennen von wahren DC-Werten und Drift erschweren.
  • Hochfrequente Transienten und eingekoppelte Signale werden isoliert. Der Tastkopf hat eine spezifizierte Bandbreite von 2 GHz. In Kombination mit einem R&S®RTA4000 oder R&S®RTM3000 wird die Gesamtbandbreite durch die Bandbreite des Oszilloskops bestimmt.
  • Die DC-Eingangsimpedanz von 50 kΩ minimiert die Last; damit bleiben DC-Werte unverfälscht und präzise.
  • Ein integriertes 16-bit-DC-Voltmeter (R&S®ProbeMeter) liefert parallel eine fünfstellige Anzeige des DC-Werts für jede Stromversorgung.

Ein Power-Integrity-Paket, bestehend aus einem R&S®RTA4004 4-Kanal-Oszilloskop mit 200 MHz, einem Power-Rail-Tastkopf und einer Spektrumanalyse- und Spektrogramm-Option, kann zu einem Vorzugspreis bestellt werden. Bandbreitenerweiterungen und zusätzliche Tastköpfe und Optionen können separat geordert werden.

Messung einer 1,5-V-Stromversorgung mit einem R&S®RT-ZPR20 aktiven 1:1-Power-Rail-Tastkopf (–38,3 mV (Uss)). Die erfasste Messkurve enthält höherfrequente Transienten, die der Spannungsversorgung überlagert sind.
Messung einer 1,5-V-Stromversorgung mit einem R&S®RT-ZPR20 aktiven 1:1-Power-Rail-Tastkopf (–38,3 mV (Uss)). Die erfasste Messkurve enthält höherfrequente Transienten, die der Spannungsversorgung überlagert sind.
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R&S®RT-ZPR20 Power-Rail-Tastkopf.
R&S®RT-ZPR20 Power-Rail-Tastkopf.