单板电源信号质量测试
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电源完整性测试刘婷婷;邓豹;韩嫚莉【摘要】随着电子产品小型化以及复杂化的发展,电源完整性的设计已经成为了制约高速电路设计成败的关键因素之一.能够正确地测试到电源完整性参数对于产品调试来说是最根本、最重要的一部分.为了能够获取精确测试电源完整性参数,从测试设备以及被测物两个角度出发,结合原理分析以及建模仿真的方法,得出了电源完整性测试的正确方法,并且提供了测试步骤.【期刊名称】《微型机与应用》【年(卷),期】2015(034)008【总页数】4页(P29-31,34)【关键词】高速电路;电源完整性;仿真设计;信号完整性【作者】刘婷婷;邓豹;韩嫚莉【作者单位】中航工业西安航空计算技术研究所,陕西西安710065;中航工业西安航空计算技术研究所,陕西西安710065;中航工业西安航空计算技术研究所,陕西西安710065【正文语种】中文【中图分类】TN41随着电子技术的飞速发展,电子元器件正朝着微型化、高集成度、多功能化、高功率密度的方向发展。
后摩尔时代,集成电子器件的规模越来越大,一个芯片核中集成几十亿只晶体管,由此带来芯片的时钟频率不断提高,供电电压在不断降低,相应的功率和电流量级显著提高。
供电电路的品质或者说电源完整性的测试与验证,正愈来愈成为影响设计成败的关键因素。
本文将结合仿真分析的方法,介绍一种电源完整性的测试方法。
电源完整性是指电源供给的准确性和稳定性。
实际的电路设计中,由于晶体管的开关以及实际互连线的特性等原因导致电源在一定范围内波动。
当实际供电值高于波动上限时,就会引起芯片工作的可靠性问题;当实际供电值低于下限时会导致芯片的工作性能降低甚至不能工作;当电压波动幅度较大时,可能会直接影响相关电路的信号质量[1]。
基于上述这些问题,随着单板高速高密度的发展,电源完整性已经成为制约设计的一个重要因素。
在硬件设计和调测过程中,必须首先保证电源电路高质量工作。
高速电路的设计复杂性使得电源完整性的测试工作也变得很困难。
单板硬件设计审查评审表文档编号:文档名称:文档作者:文档完成时间:项目经理:所属单板名称:1、可读性评价:□很好□较好□一般□较差说明:文档是否表达清晰,逻辑条理分明,表达形式通用,使具有一定技术背景的工程师容易读懂。
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4、完备性评价完备性总评:□很好□较好□一般□较差说明:指文档包含的测试项目是否完整(即:没有漏测现象等),本次测试总体上对测试指导书的遵从程度和测试深度。
可对照附录的内容进行判断。
总评:说明:概括总结该文档的优点、缺点及改进建议评审人签字:评审日期:联系电话:附单板设计审查项目列表:请参照此表,审查过的项目请打(9),未审查的项目请打(x),单板无此审查项目可不填。
1.单元电路审查:1.1滤波电路审查1.审查电路中有无设计电源滤波器。
有无审查()2.审查电路中电源滤波器的形式是否有效,是否为单电容型或单电感型,而未采用П形电源滤波器。
有无审查()3.对单板的П形电源滤波器参数进行审查。
有无审查()1.2ID电路审查1.审查ID电路的形式是否符合规范电路的要求。
有无审查()2.审查ID电路的参数是否正确。
有无审查()3.审查ID电路是否有隔离电阻或隔离芯片。
有无审查()4.在沿用未能提供正确ID处理的旧母板时,单板是否进行相应的处理。
有无审查()1.3主备倒换电路审查1.审查主备倒换电路是否为主倒备型电路。
pcb电源好坏的判断标准
第一种方法是外观检查。
通过观察电路板的外观可以一定程度上判断其好坏。
首先,检查电路板是否有明显的损坏、变形、焊接不良等问题。
其次,注意观察电路板表面是否平整,打孔的位置是否准确,线路是否清晰可见。
最后,检查电路板上的印刷质量,如字迹是否清晰、符号是否正确等。
外观检查可以初步判断电路板的制作工艺和质量。
第二种方法是电气测试。
通过电气测试可以检测电路板的电性能,包括电阻、电容、电感等参数。
首先,使用万用表或特定的测试仪器对电路板上的关键部件进行测试,如电阻、电容等。
其次,根据电路板的设计图纸和规格手册比对测试结果,检查是否符合设计要求。
最后,进行电气连通性测试,以确保电路板上各个元件之间的连接是否正常。
电气测试可以全面评估电路板的性能和稳定性。
第三种方法是性能测试。
根据具体的使用需求,对电路板进行性能测试可以更全面地评估电路板的好坏。
例如,对于音频设备的电路板,可以通过播放不同频率的测试音频来检测音质和失真情况。
对于图像设备的电路板,可以通过播放不同分辨率的测试视频来检测图像质量和输出信号的稳定性。
性能测试可以帮助用户评估电路板在实际使用场景中的表现。
还可以借助一些辅助工具来检测电路板的好坏。
例如,使用显微镜可以观察电路板上的微小焊点和线路,以检查制作工艺的精细度。
使用热成像仪可以检查电路板上是否存在过热的情况,以及发热元件的工
作是否正常。
使用电子测试仪可以对电路板进行更详细和精确的测试,以获取更多的电性能参数。
辅助工具可以提高检测的准确性和可靠性。
硬件测试工程师工作的主要职责范文职责:1、负责公司产品的单板测试,包括功能测试,性能测试,电源测试,信号完整性测试,时序测试,可靠性测试;2、按照要求执行单板硬件测试、EMC、安规等测试任务,以及参与完成部分原理图/PCB/逻辑的检视和审查;3、根据产品需求制定测试计划,依据测试计划进行相关整机测试,并提交测试报告;4、测试过程中问题的处理与反馈;5、制定和完善公司产品单板和整机测试指引和测试规范等技术文档;6、领导安排的其他工作。
任职条件:1、本科及以上学历,通讯、计算机、电子、自动化类专业;2、三年以上电子行业工作经验,熟悉数字电路/模拟电路,有单板测试工作经验;3、熟悉嵌入式硬件开发及相关测试流程;4、熟练使用和维护各种测试仪器;5、熟悉电磁兼容性、环境测试知识基础;6、对测试工作具有较浓厚的兴起,做事认真踏实细致,有较好的团队协作精神和较强的产品质量意识。
硬件测试工程师工作的主要职责范文(2)硬件测试工程师主要职责包括以下几个方面:1. 测试计划和策略的制定:硬件测试工程师需要根据产品需求和相关标准,制定测试计划和策略,确定测试目标和范围。
同时,根据项目需求评估测试资源和时间,并制定合理的测试计划,确保测试工作按时高效地完成。
2. 测试环境的搭建和维护:硬件测试工程师负责搭建测试环境,包括硬件设备、测试工具和测试平台的配置和维护。
他们需要确保测试环境的稳定性和可靠性,保证测试工作的准确性和可重复性。
3. 测试用例的开发和执行:硬件测试工程师根据测试计划和策略,设计并开发相应的测试用例。
他们需要理解产品需求和设计规范,考虑各种可能的使用场景和测试覆盖范围,并编写相关的测试用例。
同时,他们负责执行测试用例,记录测试结果,并分析和解决测试中出现的问题。
4. 缺陷管理和跟踪:硬件测试工程师需要及时发现和记录测试过程中发现的缺陷,并对其进行分析和跟踪。
他们需要与开发团队密切合作,确保缺陷得到及时修复和验证。
单板硬件测试规范方案1. 引言本文档旨在为单板硬件测试提供一个规范方案,以确保单板硬件的质量和稳定性。
单板硬件测试是产品研发过程中的重要环节,通过对硬件功能和性能的全面测试,可以确认硬件设计是否满足需求,并发现潜在的问题和缺陷。
本文档将详细介绍单板硬件测试的步骤、测试要求和测试报告的格式。
2. 测试步骤2.1 硬件功能测试硬件功能测试用于验证单板硬件的各项功能是否正常工作。
测试步骤如下:1.搭建测试环境:准备测试所需的设备和仪器,包括电源、信号发生器、示波器等。
2.确认测试用例:根据产品需求文档或者设计文档,编写相应的测试用例,明确测试的目标和要求。
3.连接测试设备:根据测试用例,将测试设备正确连接到单板硬件。
4.进行测试:按照测试用例的要求,对单板硬件的各项功能进行测试。
记录测试过程中的数据和观察结果。
5.分析测试结果:根据测试数据和观察结果,判断单板硬件功能是否正常。
6.生成测试报告:根据测试结果,编写测试报告,包括测试目的、测试环境、测试用例、测试结果和结论等内容。
2.2 硬件性能测试硬件性能测试用于评估单板硬件在各种条件下的性能表现。
测试步骤如下:1.确定性能指标:根据产品需求和设计要求,确定硬件性能测试的指标,例如频率响应、信噪比、功率消耗等。
2.搭建测试环境:根据测试指标,准备相应的测试设备和仪器。
配置测试环境,包括信号源、功率计、示波器等。
3.进行测试:按照测试指标和测试条件,对单板硬件进行性能测试。
记录测试过程中的数据和观察结果。
4.分析测试结果:根据测试数据和观察结果,评估单板硬件的性能表现。
5.生成测试报告:根据测试结果,编写测试报告,包括测试目的、测试环境、测试指标、测试结果和结论等内容。
3. 测试要求单板硬件测试的要求如下:1.准确性:测试过程要准确无误,测试结果要可靠可重复。
2.全面性:覆盖所有硬件功能和性能指标,确保测试的全面性。
3.严谨性:测试步骤要详细清晰,测试数据要准确可信。
单板硬件调试报告一、引言本报告旨在描述和总结单板硬件调试的过程和结果。
在调试过程中,我们使用了一块STM32F103ZET6单片机作为目标控制器,并添加了一些外设电路。
本报告将详细描述所添加的外设电路和单板的硬件调试过程。
二、电路设计和材料清单本次调试使用的外设电路包括:LED指示灯、蜂鸣器、按键、LCD液晶显示屏。
我们在单片机的GPIO口连接了LED灯和按键,同时通过PWM 信号控制蜂鸣器的声音大小。
此外,LCD液晶显示屏通过SPI接口与单片机相连,用于显示相关信息。
三、硬件调试步骤1.检查电路连接:首先,我们对电路连接进行了检查,确保所有连接正确无误。
检查包括检查电源连接、信号线连接以及地线连接等。
确保电路连接正确会大大减少后续调试中可能出现的问题。
2.电源测试:接下来,我们进行了电源测试。
通过连接电源,我们检查了供电电压和电流。
确认供电电压和电流正常后,我们开始进行下一步调试。
3.I/O端口测试:为了验证单片机的I/O端口是否正常工作,我们将通过连接LED灯和按键来进行测试。
我们通过编写相应的程序,实现LED 灯的闪烁和按键的检测。
通过观察LED灯的闪烁和按键的检测情况,我们确认I/O端口正常工作。
4.蜂鸣器测试:接下来,我们进行了蜂鸣器的测试。
通过PWM信号,我们能够控制蜂鸣器的声音大小。
我们通过调整PWM信号的占空比,测试蜂鸣器的不同声音。
5.LCD液晶显示屏测试:最后,我们进行了LCD液晶显示屏的测试。
我们编写了测试程序,在屏幕上显示一些测试信息。
通过观察LCD屏幕上显示的内容,我们确认LCD显示正常。
四、实验结果和讨论经过以上调试步骤,我们成功地测试了单片机的各个外设电路。
LED 灯能够正常闪烁,按键能够正常检测,蜂鸣器能够通过PWM信号产生不同声音,LCD液晶显示屏能够正常显示信息。
通过本次调试,我们对单板硬件的基本功能进行了验证,确保了各个外设的正常工作。
同时,我们也发现了一些问题和改进的空间。
单板硬件测试规范方案单板硬件测试是确保单板电路的各项功能正常运行的重要环节,同时也是确保产品质量的关键步骤。
下面是一个单板硬件测试规范方案的例子,供参考:1. 测试目标和范围:- 确保单板各个电路功能的正常运行;- 测试单板的性能指标,如功耗、温度等;- 检测单板的兼容性和稳定性。
2. 测试流程:- 准备测试程序和测试工具;- 进行环境检查,确保测试环境符合要求;- 对单板各个功能进行测试,按照预定的测试步骤进行;- 记录测试结果,包括测试时间、测试项、测试结果等; - 整理测试数据并进行分析。
3. 测试内容:- 电源供电测试:测试电源模块是否正常输出稳定的电压和电流;- 信号输入输出测试:测试单板各个接口的信号输入输出是否正常;- 通信接口测试:测试单板的各种通信接口是否正常工作,包括串口、网口、USB等;- 存储设备测试:测试单板的存储设备(如闪存、硬盘等)是否正常工作;- 性能测试:测试单板的性能指标,如处理器性能、内存性能等;- 兼容性测试:测试单板的兼容性,确保可以运行各种操作系统和应用软件;- 稳定性测试:进行长时间运行测试,检测是否存在稳定性问题。
4. 测试环境:- 温度和湿度控制:测试环境应该能够稳定控制温度和湿度,确保测试条件一致;- 电源供应:提供稳定的电源供应,以保证测试的可靠性;- 测试工具:使用合适的测试仪器和软件,如示波器、信号发生器、逻辑分析仪等。
5. 测试记录和分析:- 对每次测试进行详细记录,包括测试时间、测试人员、测试环境等;- 对测试结果进行分析,找出问题的原因,并采取相应的措施进行修复;- 进行测试数据的统计和报告,以了解整体的测试进展和单板的质量状况。
这是一个简单的单板硬件测试规范方案,具体的测试内容和流程可以根据实际情况进行调整和完善。
在实施测试过程中,需要严格按照规范方案进行操作,保证测试的准确性和可靠性。
电源测试基础1。
综述电源的本质是把其他形式的能转换成电能的装置,也是向电子设备提供功率的装置。
我们所说板上电源是指将外部供给的单电压或者双电压的直流电源,转换成单板正常工作所需要的各种电压的直流电源,也就是单板的供电系统,即电源树。
近年来随着硬件器件的高速发展及更新换代,对供电的要求大幅提高,所以电源对整个系统的稳定性起着越来越重要的作用。
因此在研发,生产,检验过程需要对电源的重要指标进行大量的测试。
板上电源主要的测试的指标包括稳压值、纹波、启动冲击电流、上下电波形、上电时序、单板功耗及其它相关指标等。
下面就将对板上电源的各个指标及测试方法进行详细介绍。
2. 测试指标及测试方法2。
1 电源的稳压值测试电源稳压值是按照用电设备的需求输出的稳定电压值。
本项测试目的是测试单板满负载工作时,各个电源网络输出的电源稳压值是否符合器件工作条件的要求.测试方法:单板上电之后,使用万用表测试电源模块输出端口的稳态电压。
如果是含有CPU ,子卡,网络处理器等单板,需要进一步测试满负荷情况下的电源模块输出值。
判断准则:测试的电源模块的输出电压和整定值的误差范围在理论输出值的±X %以内。
%X U )U U (00≤-(0U 为电源标称的输出值或者理论输出值,±X%的具体值须按照负载本身最严格的要求)。
测试用例:UBPG1单板硬件测试中,用万用表在芯片FPGA (C222)处测量VCC2。
5V 的电压值,实测值为:2.5174V,判断符合要求的范围是在2.475V~2.525V 内,本电压值符合要求。
2。
2 电源的纹波测试纹波(ripple )的定义是指在直流电压或电流中,叠加在直流稳定量上的交流分量。
电源输出纹波主要来源于五个方面:输入低频纹波;高频纹波;寄生参数引起的共模纹波噪声;功率器件开关过程中产生的超高频谐振噪声;闭环调节控制引起的纹波噪声。
它主要有以下害处:容易在用电器上产生谐波,谐波会产生更多的危害;降低电源的效率;较强的纹波会造成浪涌电压或电流的产生,导致烧毁用电器;会干扰数字电路的逻辑关系,影响其正常工作;会带来噪音干扰,使图像设备、音响设备不能正常工作。
pcb单板测试工装操作规程一、引言PCB(Printed Circuit Board)单板测试工装是一种用于测试电子产品中PCB单板电路功能的工具。
为了确保测试工装的正确操作和测试结果的准确性,制定了本操作规程。
二、工装准备1. 确保测试工装和测试设备的正常运行状态,检查电源、信号线等是否连接良好。
2. 准备测试工装所需的测试软件和测试脚本,并进行相应的配置和调试。
3. 确保测试工装的标定和校准工作已经完成,以保证测试结果的准确性。
三、工装操作流程1. 正确连接测试工装和被测试的PCB单板,确保连接的稳固和正确。
2. 启动测试工装的软件,并按照相应的操作指引进行操作。
3. 进行测试工装的初始化设置,包括测试模式、测试参数、测试仪器的校准等。
4. 根据测试需求,选择相应的测试项目,并进行相应的设置和配置。
5. 开始测试工装的测试工作,根据测试软件的指示进行测试操作。
6. 监控测试过程中的测试结果,确保测试工装的准确性和稳定性。
7. 在测试完成后,对测试结果进行分析和记录,包括测试通过率、测试时间等指标。
8. 关闭测试工装的软件和设备,进行测试工装的清理和维护工作。
四、工装操作注意事项1. 在操作过程中,应严格按照操作指引进行操作,不得随意更改测试参数或操作流程。
2. 在操作过程中,应注意安全事项,避免触碰高压设备或导电元件,以免发生意外。
3. 在测试过程中,应及时记录测试结果,避免因测试过程中的操作失误导致数据丢失。
4. 在测试过程中,应注意观察测试工装的运行状态,如发现异常情况应及时报告相关人员进行处理。
5. 在测试工装使用完成后,应及时进行清理和维护,确保测试工装的正常运行和寿命。
五、工装操作故障处理1. 在测试过程中,如发现测试工装无法正常工作或测试结果异常,应及时停止测试,报告相关人员进行处理。
2. 在测试工装故障处理过程中,应记录故障现象、处理过程和结果,以便于后续的故障分析和改进工作。
通信系统电路单板电源缓启动的设计王浩【摘要】电源模块在通信系统电路单板中发挥着非常重要的作用,其性能的优良直接影响单板工作的稳定程度.提出利用防反接、防过流器件配合 MOS 管控制电源的缓慢启动,可以减小单板上电时冲击电流的强度,保护器件免受瞬间浪涌电流的影响,使单板能够正常地工作.详细地验证了设计的合理性和可行性,并且对电路设计的效果进行实际的对比测量.单板电源电压波形的稳定程度表明该方法能够满足通信系统电路单板对电源模块各项指标的要求.【期刊名称】《应用科技》【年(卷),期】2011(038)003【总页数】4页(P38-41)【关键词】电源模块;缓启动;MOS 管【作者】王浩【作者单位】哈尔滨工程大学,信息与通信工程学院,黑龙江,哈尔滨,150001【正文语种】中文【中图分类】TP919.5一般的电源模块设计中,电源的输入端和输出端均加有滤波电容,可以滤掉电源电压当中的高频成分和低频成分,让电源电压的纹波变小.单板电源上电的瞬间,这些电容相当于短路,会导致单板有较大的冲击电流,所以电源输入端的滤波电容两端的电压不能突变.为了解决通信行业-48 V电源上电问题,缓启动的设计是十分必要的.缓启动电路的目的就是防止电路上电瞬间的冲击电流过大[1],抑制浪涌电流,让启动电流缓慢上升,避免造成器件的损坏.缓启动电路主要应用于电源的输入端、热插拔电路的设计中等等.文中基于某公司最近推出的基站环境监控单板电路,设计具有防过压、防过流、防反接的电源缓启动电路,并且对其进行了实际的验证和测量,达到了通信行业对于电源模块上电时电源的电压幅值和电流幅值、电源信号完整性的要求.1 电源缓启动电路的研究现状电源模块缓启动电路的设计是通信系统单板设计必须考虑的环节.一般电路单板设计中都有电源缓启动的部分[2],其主要方法有:串联电阻法、热敏电阻法、长短针法、利用MOS管限制冲击电流法,还有就是专用集成电路控制冲击电流和实现热插拔功能的方法;但是这些方法有一定的局限性,串联电阻法在高湿的环境下会因瞬态热应力和绕线的膨胀而降低保护层的保护作用,导致湿气入侵而引起电阻损坏.热敏电阻在开启和关断时,需要较长的时间才能达到稳定的工作状态.长短针法的缺陷是插入的速度不可控制,往往导致冲击电流的限制效果不明显.专用集成电路的价格较高,增加了单板设计的成本.单独利用MOS管抑制冲击电流,不能有效防止单板上电瞬间浪涌电流、过压和人为误操作等原因导致的单板器件损坏.欧洲电信标准协会(The european Telecommunications Standards Institute)对应用于通信系统的冲击电流大小制订了详尽的标准[3],图1为通信系统单板采用AC/DC电源供电时的最大冲击电流限值,图2为通信系统单板采用DC/DC电源供电,标称输入电压和最大输出负载时的最大冲击电流限值.图中It为冲击电流的瞬态值,Im为稳态工作电流.图1 通信系统的最大冲击电流极限值(AC/DC电源)图2 通信系统的最大冲击电流极限值(DC/DC电源)MOS管在通信系统电源设计中应用广泛[4],主要是因为MOS管有导通阻抗低和驱动简单的特点,再配合少量元器件就可以做成能够限制冲击电流的电路.MOS管是电压控制型器件[5],可通过控制栅极的电压的大小来控制电源电路的开通和关断 [6-7].在MOS管控制冲击电流电路中,利用电容两端电压不能突变的特性来达到电源缓启动的效果.电容充放电快慢决定MOS管开通和关断的快慢,从而使冲击电流被控.瞬态抑制二极管的特性是正常工作时流过的电流很小,当电源电压超过其击穿电压时,能够瞬间释放较大的电流,配合保险管就能够做到瞬间断路,从而保护单板上的器件免受高压损坏的危险.2 电源缓启动电路的设计FCE是某通讯公司近期推出的使用在某型号基站内的一款基站环境监控单板,其主要功能是对通信基站进行内部和外部的环境监控,并且提供风扇控制、加热器控制.该单板的电源系统采用通用电源设计方案,利用MOS管配合瞬态抑制二极管来达到缓启动和抑制瞬间浪涌电流的目的.图3 环境监控单板的硬件设计方案电源系统的设计是通信行业单板设计的重点,电源的质量关系到后面电路器件能否正常地工作.另外,通信行业的电源输入标准为-48 V[4],电源和地之间的电压差很大,实际的应用必须考虑过流、过压保护、缓启动、防反接等功能,所以说电源的设计是单板设计的前提步骤,图4为环境监控单板的电源设计图,主要功能是为不同的器件提供5 V或3.3 V电压.图4 环境监控单板电源缓启动电路设计图基于MOS管的缓启动有源冲击电流限制电路是一种有效的电源保护电路.MOS管VT2放在-48 V电源模块的负电压输入端,在单板上电后控制电路按一定的速率将它降到负电压,电压下降的速度由充电常数τ=(R5//R6)C6决定,这个斜率决定了最大冲击电流.R6用来在-48 V掉电时为C6放电,放电常数τ=R6C6.当C6两端的电压降低到MOS管的开启电压以后,VT2被关断.这样,在下一次上电前,C6上的电荷被放掉,为下一次上电的缓启动做好准备.VD7,VD8都是为了稳定MOS管的栅极电压,R8可以防止MOS管出现自激振荡,R7和C17组成阻容能量吸收电路,吸收由于感性负载关断时造成的反向电动势对MOS管造成伤害.3 缓启动电路对电源信号质量影响的验证分析3.1 电源信号质量的分析在环境监测单板调试时,测试电源电压3.3 V和5 V的上电瞬间波形,发现波形不单调而且还有跌落,不符合电源上电电压波形关于电源信号完整性的要求,其他电源没有此现象.查找原因发现,与-48 V上电缓启动电路相关.图5 环境监控单板电源-48 V转5 V电压输出波形图6 环境监控单板电源5 V转3.3 V电压输出波形3.2 电源信号质量的分析从电源结构树上可以看出-48 V转5 V模块后出现波形不单调问题.3.3 V波形问题可能是5 V引起的,问题集中在-48 V.经分析,-48 V输入缓启动电路可能有问题,短路VT2后再上电,波形正常.从以上缓启动电路原理看来应该适当调小电容C6的容值,增加防过压及过流的功能从而改小-48输出斜率对5 V模块的输出波形的影响.经调整后的电源电压输出波形如图7、8所示,电源输出波形符合电源电压单调性及电源信号完整性的要求.图7 环境监控单板电源-48 V转5 V电压输出波形图8 环境监控单板电源5 V转3.3 V电压输出波形电源电压的输出波形得到很大改善,3.3 V上电波形基本没有波动,5 V上电波形在低压段有一个台阶;但基本不会对电路元件产生影响,满足欧洲电信标准协会关于通信系统的电源冲击电流的要求.此试验也说明DC/DC模块对输入电源的电压斜率是有要求的,刚开始上电时,缓启动电路使电流缓慢增加,这时DC/DC模块输入电压小于其额定输出,由于DC/DC模块是降压模块(-48 V变5 V),所以这时DC/DC模块工作不是正常状态,出现打嗝现象,只有模块输入电压上升足够快时(满足图2DC/DC电源要求),才能消除打嗝现象;所以在满足缓启动要求的同时要兼顾对后面DC/DC电源模块的要求.4 结束语设计了一个基于通信系统电路单板的电源缓启动.在该电源缓启动的设计中,采用防过压、防过流、防反接的方法,实现了-48 V上电时电源缓慢启动的功能,因而电路能有效降低单板上电时冲击电流的影响,大大提升了电源系统信号的稳定性.此外,本设计还考虑了电源信号完整性的要求,采用TVS管抑制单板的浪涌电流的影响.本电路性能稳定,功能全面,是电源缓启动的一个典型设计方案.参考文献:[1]漆逢吉.通信电源系统[M].北京:人民邮电出版社,2008.[2]杨旭.开关电源技术[M].北京:机械工业出版社,2004.[3]康光华.电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,1988.[4]YD/T 1051-2000,通信局(站)电源系统总技术要求[S].[5]YD/T 983-1998,通信电源设备电磁兼容性限值及测量方法[S].[6]陶霞菲.应用于计算机的低噪声开关电源电路设计[J].河北:半导体技术,2009,6:615-618[7]李演明.一种DC-DC开关电源的新颖软启动电路设计[J].江苏:电子器件,2008,4:503-507。
单板硬件测试项目测试说明测试方法判定标准7.1 外观及尺寸审查● 测试说明:1) 初样样机单板飞线不能超过3处,不能存在飞器件;其他版本样机不能存在飞线和飞器件现象;2) 插座应该有防插错功能;(详见保护电路测试)3) 建议有电源指示灯或电源指示灯接口4)样机尺寸应符合规格书要求● 测试方法:外观:目测。
尺寸:使用长度量具测量。
● 判定标准:符合测试说明,合格;否则,则判定不合格。
● 参考案例:案例1【现象描述】SM模块的电源输入口与RS485通讯口的插座相同,无防插座处理,导致测试时,将RS485通讯线与电源输入口差错,从而将连接在RS485总线的所有SM 模块端口损坏。
7.2 电路原理图审查7.2.1 基准电路测试说明:模拟量在采样时需要有基准电路,当基准发生变化时,将导致模拟量采样发生漂移或严重偏离实际输入。
电压基准源分为并联型和串联稳压型。
并联型基准主要是利用半导体结的正负温度特性,通过设计一定的间隙电压下,其温度系数最小。
一般的间隙电压有 2.5V,1.24V,1.225V等。
2.5V我司主要推荐使用AZ431,HA17431H。
1.24V 主要使用AZ431L,LMV431。
1.225V 主要采用LM4041,TS4041。
串联稳压型,其结构同电压调整器类似,其内部一般也需要一个基准源,外部有高精度的反馈网络。
由于一般要采用特殊的工艺,制程较复杂,价格较贵。
此基准能做到高精度,低温度系数。
主要用于高精度和低温漂的场合。
串联型基准主要采用2.5V,2.048V基准。
SOT-23封装是以后主要封装,3~5年内基本不会淘汰。
我司推荐ADR380,MAX6021 。
基准电路的基准源的选取应该使用公司推荐的芯片。
同时基准只用于电压参考,不允许直接用于作电源供电或输出较大的电流。
● 测试方法:1. 基准电路的基准源的选取应该满足测试说明,否则提一建议问题。
2. 检查电路原理图,基准是否只用于电压参考,不允许直接用于作电源供电或输出较大的电流。
硬件信号质量SI测试规范1引言 (4)2适用范畴 (4)3信号质量测试概述 (4)3.1信号完整性 (4)3.2信号质量 (5)4信号质量测试条件 (10)4.1单板/系统工作条件: (10)4.2信号质量测试人员要求: (10)4.3示波器选择与使用要求: (10)4.4探头选择与使用要求 (11)4.5测试点的选择 (12)5信号质量测试通用标准 (12)5.1信号电平简述: (12)5.2合格标准 (13)5.3信号质量测试结果分析注意事项 (15)6信号质量测试方法 (17)6.1电源信号质量测试 (17)6.1.1简述 (17)6.1.2测试项目 (17)6.1.3测试方法 (17)6.2时钟信号质量测试 (24)6.2.1简述 (24)6.2.2测试方法 (24)6.2.3测试指标与合格标准 (24)6.2.4注意事项 (26)6.3复位信号质量测试 (27)6.3.1简述 (27)6.3.2测试方法 (27)6.3.3测试项目与合格标准 (27)6.3.4注意事项 (29)6.3.5测试示例 (29)6.4数据、地址信号质量测试 (31)6.4.1简述 (31)6.4.2测试方法 (31)6.4.3测试项目 (32)6.4.4测试示例: (32)6.5差分信号质量测试 (34)6.5.1简述 (34)6.5.2测试项目 (34)6.5.3测试方法 (34)6.5.4合格标准 (36)6.5.5注意事项 (39)6.5.6测试示例 (39)6.6串行信号质量测试 (41)6.6.1概述 (41)6.6.2测试项目 (42)6.6.3测试方法 (43)6.6.4合格标准 (44)7信号质量测试CHECKLIST (47)8测试系统接地说明 (49)9引用标准和参考资料 .................................................................... 错误!未定义书签。
信号完整性测试介绍目录CONTENTS 1•信号完整性SI2•信号完整性测试内容3•信号完整性测试条件•信号完整性测试标准45•信号完整性问题总结一、信号完整性SI信号完整性SI(Signal Integrity):是指在电路设计中互连线引起的所有问题,它主要研究互连线的电气特性参数与数字信号的电压电流波形相互作用后,如何影响到产品性能的问题。
如果电路系统中信号能够以要求的时序,持续时间和电压幅度到达IC,则该电路系统具有较好的信号完整性。
反之,当传输的信号不能被IC正常响应时,就出现了信号完整性问题。
SI解决的是信号传输过程中的质量问题,尤其是在高速领域,数字信号的传输不能只考虑逻辑上的实现,物理实现中数字器件开关行为的模拟效果往往成为设计成败的关键。
理想数字信号波形实际数字信号波形(模拟量)SI 解决的问题 反射串扰过冲振铃地弹 时序 EMC在数字电路系统中,信号以逻辑“0”或“1”的方式从一个器件传输到另外一个器件,信号到底是“0”还是“1”,一般来说它们都是有一个参考电平。
在接收端的输入门里面,如果信号的电压超过高电平参考电压Vih,则该信号被识别为高逻辑;如果信号的电压低于低电平的参考电压Vil,则该信号就被识别为低逻辑。
如下图所示为一个理想信号经传输线后的接收端实际接收的信号理想数字信号接收端实际数字信号问题图形原因分析备注电平没有到达逻辑电平负载过重传输线过长电平不匹配驱动速度慢上冲/下冲高速、大电流驱动阻抗未匹配电感量过大其它相邻信号串扰典型的信号完整性问题及其产生的原因分析问题图形原因分析备注振铃(不单调)电感量过大阻抗不匹配延时错误负载过重传输线过长驱动速度慢二、信号完整性测试内容1 信号(SI)测试内容2 电源(SI)测试内容三、信号完整性测试条件1 单板/系统工作条件单板/系统工作在室温条件(20℃~27℃)单板/系统要可靠接地单板/系统上电正常工作,各模块工作均正常,30分钟后再开始测试单板/系统在轻载及满载情况下均应测试单板/系统电源稳定在额定电压±3%范围内2 测试人员要求<1>.熟悉逻辑电平及信号时序的基本知识,熟练掌握示波器及万用表的使用方法;<2>对单板/系统电路原理有深刻的认识,对信号分类及信号的流向有清楚认识,了解单板/系统上器件的工作原理、工作速度及工作电平;<3>.测试人员在测试操作仪器时必须穿戴防静电服、静电鞋和防静电帽;<4>.在用手持握被测电路板时必须戴防静电手套;<5>.测试人员在不同仪器时必须要按照仪器的具体要求来操作。
单板电源信号质量测试
1.1.1简述
本文定义的是单板电源工作时输出信号参数的测试方法和要求,对于AC-DC电源测试方法参考《电源测试规范》,电源自身有相应参数,但电源都需与负载配合使用,在实际电源应用于系统时,往往与电源自身参数差异较大,所以必须关注电源在实际工作过程的每一个输出参数是否符合要求,从而保证产品(系统)的正常工作。
本章节测试范围包括电源芯片DC/DC、LDO及芯片的电源管脚。
电源测试涉及的基本概念:
电压任意两点之间的电位差称为这两点间的电压,单位伏特
电源纹波叠加在直流稳定量上的交流分量就称之为纹波,由于直流稳定电
源一般是由交流电源经整流稳压等环节而形成的,这就不可避免
地在直流稳定量中多少带有一些交流成份。
开关电源纹波主要是与输入频率和开关频率同步的成分,用峰-峰
值
表示;
但想完全消除纹波,似乎是很难办到的,我们只有将其控制在一
个允许的范围之内,不对环境和设备产生影响就算达到了我们的
目的。
电源噪声开关电源噪声主要是指在DC输出端除纹波以外的高频成分,用峰-峰值表示
噪声的产生一般可分为两大类:一是开关电源内部元件形成的干
扰;二是由于外界因素影响而使开关电源产生的干扰,这涉及到
人为因素和自然界的因素。
电源纹波噪由“纹波”、“噪声”二者叠加在一起,用峰-峰值表示。
声
缓启动电路为实现单板热插拔功能,对电源系统进行的保护性设计的电路。
冲击电流冲击电流一般是指设备在上电一瞬间在其内部产生的非周期性瞬
态大电流,主要体现在感性和容性负载中。
由于电容器在瞬态时可以看成是短路的,当开关电源上电时,会
产生非常大的冲击电流,冲击电流的幅度要比稳态工作电流大很
多,如对冲击电流不加以限制,不但会烧坏保险丝,烧毁接插件,
还会由于共同输入阻抗而干扰附近的电器设备。
电源均流不同的输入电源同时承担同一负载时平均分配其输出电流。
电源纹波、噪声图示
图中A: Ripple(波纹)+ Noise(噪声)
B: Ripple
C: Switch(开关)Ripple+Noise
D: Switch Ripple
E: AC Ripple
F: AC Cycle Time(AC周期时间)
G: Switch Cycle Time
1.1.2测试项目
1) 电源电压精度
2) 电源纹波噪声
3) 电压上下电波形
4) 缓启动电路缓启时间
5) 电源电流和冲击电流
6) 冗余电源的均流参数
7) 电源告警信号
1.1.3测试方法
电源纹波噪声测试图例
2,当在测试结果与规格书产生差异时,可在量测点输出端,并联一个10uF 的钽电容和一个0.1uF 的陶瓷电容再次确认测量,连接方法如下图示。
3,纹波噪声应在单板满载、空载时都进行测试。
判定标准
1, 合格标准参考芯片规书的要求(优先判定依据);
2, 依据经过项目组评审后的《电源设计方案与规格》判定;
3, 以上两点都不满足的情况下,参考目前公司定义的《电源纹波与噪声规格定义
_20091104》,见“附件1”。
结果分析
注意事项
1,探头地线接离测试电源最近的地,且地环线尽量短;
2,纹波测量时尽量展开波形,并纪录其频率,便于分析。
测试项目3 电压上下电波形
测试点芯片电源管脚处测试仪器示波器+无源探头
测试方法1,使用示波器一探头点触至被测信号宿端的芯片管脚处,将示波器中显现波形垂直方向调至满屏,时基刻度一般调整到100ms左右,采用下降沿(或上升沿)“正常”触发,然后开关电源,通过示波器观察电源上下电波形。
测试时的原则就是选取适当的时间宽度能够在示波器上显示一个完整的上(下)电波形,又要能够将波形问题显示出来,如下图所示:
电源上电波形测试图例电源下电波形测试图例
2,测量系统各组电源上下电波形与电源上升时间(10%~90%),分析其对单板/系统的影响。
判定标准1,在电源输出端测试,电压上下电过冲一般要求不超过被测电压幅度的10%,电压合格标准参考芯片规书的要求(优先判定依据);
2,电源上电时电压不得有很大的跌落,下电时不能有很大的反冲和回勾。
(跌落和反冲不能跨越芯片启动工作电压);
电源上电跌落波形图例电源下电反冲波形图例3,如果某路电源上电前或下电后存在负电压就需要根据芯片规格书要求进行讨论;
4,上升时间:对于Trise,一般为ms级。
要求其范围越小越好,但同时要求冲击电流满
足合格标准,参考芯片规格书评估测试结果是否合格;
5,多路电源供电芯片,须测试各路电压之间的上下电顺序要求,参考芯片规格书评估
测试结果是否合格。
结果分析
注意事项
1,如出现台阶现象,需讨论分析其对实际单板或系统的影响;
测试项目4 缓启动电路缓启时间
测试点
如图中“测试点1”“测试点2”,缓启动电路的输入、输出端
常用缓启动电路测试示意图
测试仪器示波器+无源探头(示波器通道数≧2)
测试方法1,采用多通道数字示波器,一探头点触至缓启动电路输入端,另一探头点触在缓启动电路输出端,然后对单板上电,从示波器观察两个测试点的上电延迟时间,即是输入电源有效到缓启动电路输出有效的时间差;
缓启动电路缓启时间测试图例2,测量参数时一般取电压上升到90%正常电压。
判定标准1,缓启时间一般要求其范围 20 ~ 200ms(依据经过项目组评审后的《电源设计方案与规格》判定);
2,上电波形没有多次上、下电(振荡上下电)现象;
结果分析
注意事项
缓起时间较长时,保证功能正常的情况下,一般对系统没有影响。
测试项目5 电源输出电流和冲击电流
测试点一般在单板上采用粗短导线代替保险丝,在粗短导线上测试电流测试仪器示波器+电流探头
测试方法1,电源电流测试,将电流探头卡在被测试中电流通路上(更换后的导线上),通过示波器观察电源上电电流波形和上电后电流的平稳波形,测试时注意电流探头的方向;
输入电源
芯片的
电源管脚
粗短导线替代
电感或保险丝去除
电流测试方法示意图。