物聯網挑戰 - 信號和電源完整性

混合信號ICs通常用于物聯網設備的設計中，它包括傳感器/MEMS，以及在同一集成電路上以相對較低的功耗工作的模擬信號和數字信號。他們對串音非常敏感。低功率配電網的運行容差通常非常小，這就增加了電力軌上的波紋和噪聲對時鐘和數字數據產生負面影響的可能性。許多物聯網設備的小物理結構也要求高速信號通道密集，從而增加了串擾和耦合的風險。

盡可能使用良好的信號完整性設計原則，如點對點信號路由拓撲，控制PDN中所有的跟蹤阻抗和互連，保持返回路徑長度短，并在相鄰的跟蹤之間保持足夠的空間以減少耦合，這些都有助于解決信號完整性問題。雖然遵守諸如此類的良好設計原則對于實現可靠的設計是至關重要的，但是能夠徹底描述整個設備中攜帶信號的結構的電氣性能也是至關重要的。

矢量網絡分析儀(VNA)是描述任何互連線或傳輸線電性能的最常用工具之一。影響信號完整性的重要特性，如插入損耗、衰減、反射、串擾、延遲以及差分到共模轉換，都可以通過為應用程序正確配置的VNA進行評估。此外，一些VNAs有能力(通常通過軟件選項)對s參數測量執行時域轉換，該轉換將顯示通道的脈沖響應。

關于電源完整性，最近開發的電源軌探頭有助于在電源軌上進行超低噪音測量，它連同示波器一起使用。根據制造商的不同，這些探頭的特點一般包括:

? 高達60V的偏移，以確保電源軌完全移位到示波器顯示屏上。

? 動態范圍高達1V。

? Gigahertz運行帶寬以確保高頻噪聲不會被檢測到。

? 1：1衰減比，可降低測量系統噪音。

? 50kΩ阻抗，以減少負載。

選擇合適的工具來檢測信號和電源完整性問題，對于充分識別和解決性能不佳的原因以及驗證設計的真實性能非常重要。 VNA、電源軌探頭和示波器只是幫助實現這一目標的一些工具。