使用測試單元電源管理消除接地回路感應(yīng)噪聲

測試單元電源管理不僅消除了測量測試單元中所有接地回路感應(yīng)噪聲，而且占地面積小，場發(fā)射率低，可為整個系統(tǒng)、探針臺和儀器提供全面管理和過濾的交流電源。

自從CM300xi-ULN探針臺推出以來，我們已在博客上介紹了其PureLine 3技術(shù)，該技術(shù)旨在為低頻閃爍（1/f）、RTN和相位噪聲測量消除97%的探針臺環(huán)境噪聲。本介紹了測試單元電源管理（TCPM）的特點。

傳統(tǒng)的在片測量測試單元定義為一組連接設(shè)備，包括測試軟件、儀器、探針臺、溫控系統(tǒng)和相關(guān)測量配件（電纜、在片測試探頭），目的是收集特定類型的測試數(shù)據(jù)。

隨著半導(dǎo)體器件性能的提高，特別是對于低功耗和高速IC，需要測試具有改善信噪比的低頻1/f、RTN和相位噪聲。如前所述，在多個領(lǐng)域中均需發(fā)現(xiàn)并消除不必要的噪聲。噪聲源可能存在于探針臺內(nèi)部、探針臺外部和測量測試單元中。過去，測試單元產(chǎn)生的噪聲很少受到關(guān)注，因為器件信號電平很高?，F(xiàn)在情況已經(jīng)不一樣了。

對于典型的測試單元配置，即使所有單個設(shè)備部件設(shè)計良好（低噪聲、高質(zhì)量、良好的EMI/RFI屏蔽），但將它們連接在一起后，也會形成很長的交流電源接地回路。當(dāng)附近任何常見的磁場通過這些接地回路時，它們會被轉(zhuǎn)換成非常小的電信號，從而產(chǎn)生具有多諧波的不必要的電力線頻率噪聲。

以下測試單元示例中顯示了這種情況，并顯示了不必要的噪聲（紅色軌跡）與接地隔離條件（綠色軌跡）。在該示例中，使用Keysight示波器測量卡盤噪聲。具有接地回路的STD_條件顯示了30多種電力線基波和諧波噪聲頻譜。隨著GRD_隔離_條件的改善，電力線基波和諧波噪聲頻譜顯著降低。（注：60 Hz電力線頻譜僅降低-20dB（=1/10））。

工程師和技術(shù)人員經(jīng)常在實驗室中努力消除用于低噪聲器件測量應(yīng)用的測試單元中的接地回路感應(yīng)噪聲。對于小型應(yīng)用，這很容易，只需使用簡單的電池電源即可消除不必要的電力線頻率噪聲。對于需要交流電源的小型應(yīng)用，可使用隔離變壓器。

但是，當(dāng)擴(kuò)大規(guī)模以支持測試單元（包括具有完整在片溫度支持（-60..300℃）的探針臺）的尺寸和功率需求時，該技術(shù)具有嚴(yán)重局限性–成本高、物理尺寸大、布線復(fù)雜、安全問題和磁場產(chǎn)生增加等。

為了解決此問題，我們使用PureLine 3專利技術(shù)開發(fā)了新的測試單元電源管理系統(tǒng)。CM300xi-ULN探針臺現(xiàn)在是世界上第一個具有集成測試單元電源管理的探針臺。它不僅消除了所有測試單元接地回路感應(yīng)噪聲，而且占地面積小，場發(fā)射率低，可為整個系統(tǒng)、探針臺和儀器提供全面管理和過濾的交流電源。

安全提示…

TCPM系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵部分是ULN功率調(diào)節(jié)裝置（PCU），該裝置具有可擴(kuò)展功率模塊，通過全功率過濾和EMO管理為儀器提供無限制支持。PCU為整個系統(tǒng)和所有儀器的安全運(yùn)行提供統(tǒng)一的緊急斷電/緊急電源控制系統(tǒng)。它還通過具有EMO控制交流輸出的專用模塊為無任何特殊EMO功能的儀器提供支持。通過詳盡的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)合規(guī)性測試以及TUV在全球范圍內(nèi)提供的全面安全認(rèn)證，可確保安全。

審核編輯：符乾江