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　　实验名称：基于PDN的交流阻抗测试

　　研究方向：从1959年罗伯特诺伊斯与杰克基尔比共同发明了集成电路，到现在集成电路产业的发展已经历了50多年，目前正朝着高速度、高密度、低功耗的趋势快速发展。集成电路作为现代电了信息产业的基础和核心，已经深入到人们曰常生活当中的方方面面，并将持续深入的改变人们的生活。自从1965年英特尔公司创始人之一戈登摩尔提出了摩尔定律：集成电路上所容纳的晶体管数目每，隔18个月便会翻一番，性能也会增加一倍，它深刻的揭示了集成电路产业的发展速度，直到如今，为了在更小的面积上集成更多的晶体管，半导体工艺的特征尺寸仍在不断降低。

　　电源完整性是指系统稳压电源在经过电源传输系统后在指定器件端口相对该器件对工作电源要求的符合程度。电源分配网络是高速数字电路系统设计的基础,直接影响系统的信号完整性和电磁干扰等问题。

　　电源分配网络包括电压调整模块、PCB电源地平面、板级退耦电容、封装分配网络和片上电容。电源分配网络设计与电源完整性分析是高速电路系统中技术最复杂、最不成熟、意见最不统一的地方。随着电源系统设计要求的不断提高,传统的依靠工程师经验设计电路已远远不够,经典的目标阻抗的定义在高频部分也不再符合实际。在工程应用领域,电源系统设计面临很多难题。

　　SI问题的产生很多都是因为PDN没有设计好,因为芯片中每个器件都直接或间接的连接到PDN上,电源质量直接的影响信号质量。当前越来越多的人倡导SI、PI的协同设计,即在做SI设计分析时,不再把电源和地平面认为理想情况,把实际的PDN设计情形考虑进去。典型的PDN如下四部分网络构成：系统外配电网络，电源分配网络，封装电源分配网络，芯片内电源分配网络，PDN各元件有各自的工作频率以及分别表现出容性或感性,它们的工作频率连接起来,在整个关心频段内共同保证了PDN阻抗低于目标阻抗。

　　实验目的：测试PDN交流阻抗

　　测试设备：示波器、信号发生器、ATS-M1010C宽带互感器驱动电流源等。

　　实验过程：PDN的交流阻抗受到多种因素的影响，包括电阻、电感和电容等元件的性能参数，这些参数会直接影响交流阻抗的大小，PDN中各元件之间的连接方式，不同的拓扑结构会导致不同的交流阻抗，交流信号的频率是影响交流阻抗的重要因素，随着频率的变化，交流阻抗会呈现明显的变化趋势。由于在高频应用中，PDN的交流阻抗可能会相对较低，以确保信号在传输过程中的完整性和稳定性，实测过程中由于毫欧级别的阻抗太小，就需要高带宽高精度的大电流设备，ATS-M1010C最大输出电流可达10Arms，最大带宽可到10MHz。使用信号发生器产生激励信号经过ATS-M1010C宽带互感器驱动电流源放大输出至PCB电路板同时用电压探头连接示波器观察电路板两端电压，ATS-M1010C宽带互感器驱动电流源配备有电流监测口，可直接连接示波器观察回路中电流大小，根据电压和电流就可以计算出来各个频率下的PCB电路板的PDN交流阻抗。实验框图如图1-1。

　　图1-1：PDN交流阻抗测试原理框图

　　ATS-M1010C宽带互感器驱动电流源介绍：

　　频率：DC-10MHz

　　电流：10Arms@1MHz

　　电流监测：0.625V/A

　　灵敏度：0.072V/A

　　输入电阻：50Ω

　　应用：电流传感器测试、霍尔电流传感器测试、响应时间测试、频响测试、电池热管理、电池加热

　　本文实验素材由西安今晚必中三码017期整理发布，如想了解更多实验方案，请持续关注安泰官网。Aigtek是国内专业从事测量仪器研发、生产和销售的高科技企业，一直专注于高压放大器、电压放大器、功率放大模块、高精度电流源等测试仪器产品的研发与制造。