實驗名稱：基于PDN的交流阻抗測試

　　研究方向：從1959年羅伯特諾伊斯與杰克基爾比共同發明了集成電路，到現在集成電路產業的發展已經歷了50多年，目前正朝著高速度、高密度、低功耗的趨勢快速發展。集成電路作為現代電了信息產業的基礎和核心，已經深入到人們曰常生活當中的方方面面，并將持續深入的改變人們的生活。自從1965年英特爾公司創始人之一戈登摩爾提出了摩爾定律：集成電路上所容納的晶體管數目每，隔18個月便會翻一番，性能也會增加一倍，它深刻的揭示了集成電路產業的發展速度，直到如今，為了在更小的面積上集成更多的晶體管，半導體工藝的特征尺寸仍在不斷降低。

　　電源完整性是指系統穩壓電源在經過電源傳輸系統后在指定器件端口相對該器件對工作電源要求的符合程度。電源分配網絡是高速數字電路系統設計的基礎,直接影響系統的信號完整性和電磁干擾等問題。

　　電源分配網絡包括電壓調整模塊、PCB電源地平面、板級退耦電容、封裝分配網絡和片上電容。電源分配網絡設計與電源完整性分析是高速電路系統中技術最復雜、最不成熟、意見最不統一的地方。隨著電源系統設計要求的不斷提高,傳統的依靠工程師經驗設計電路已遠遠不夠,經典的目標阻抗的定義在高頻部分也不再符合實際。在工程應用領域,電源系統設計面臨很多難題。

　　SI問題的產生很多都是因為PDN沒有設計好,因為芯片中每個器件都直接或間接的連接到PDN上,電源質量直接的影響信號質量。當前越來越多的人倡導SI、PI的協同設計,即在做SI設計分析時,不再把電源和地平面認為理想情況,把實際的PDN設計情形考慮進去。典型的PDN如下四部分網絡構成：系統外配電網絡，電源分配網絡，封裝電源分配網絡，芯片內電源分配網絡，PDN各元件有各自的工作頻率以及分別表現出容性或感性,它們的工作頻率連接起來,在整個關心頻段內共同保證了PDN阻抗低于目標阻抗。

　　實驗目的：測試PDN交流阻抗

　　測試設備：示波器、信號發生器、ATS-M1010C寬帶互感器驅動電流源等。

　　實驗過程：PDN的交流阻抗受到多種因素的影響，包括電阻、電感和電容等元件的性能參數，這些參數會直接影響交流阻抗的大小，PDN中各元件之間的連接方式，不同的拓撲結構會導致不同的交流阻抗，交流信號的頻率是影響交流阻抗的重要因素，隨著頻率的變化，交流阻抗會呈現明顯的變化趨勢。由于在高頻應用中，PDN的交流阻抗可能會相對較低，以確保信號在傳輸過程中的完整性和穩定性，實測過程中由于毫歐級別的阻抗太小，就需要高帶寬高精度的大電流設備，ATS-M1010C最大輸出電流可達10Arms，最大帶寬可到10MHz。使用信號發生器產生激勵信號經過ATS-M1010C寬帶互感器驅動電流源放大輸出至PCB電路板同時用電壓探頭連接示波器觀察電路板兩端電壓，ATS-M1010C寬帶互感器驅動電流源配備有電流監測口，可直接連接示波器觀察回路中電流大小，根據電壓和電流就可以計算出來各個頻率下的PCB電路板的PDN交流阻抗。實驗框圖如圖1-1。

　　圖1-1：PDN交流阻抗測試原理框圖

　　ATS-M1010C寬帶互感器驅動電流源介紹：

　　頻率：DC-10MHz

　　電流：10Arms@1MHz

　　電流監測：0.625V/A

　　靈敏度：0.072V/A

　　輸入電阻：50Ω

　　應用：電流傳感器測試、霍爾電流傳感器測試、響應時間測試、頻響測試、電池熱管理、電池加熱

　　本文實驗素材由西安安泰電子整理發布，如想了解更多實驗方案，請持續關注安泰官網sillink.com.cn。Aigtek是國內專業從事測量儀器研發、生產和銷售的高科技企業，一直專注于高壓放大器、電壓放大器、功率放大模塊、高精度電流源等測試儀器產品的研發與制造。

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