[发明专利]一种纹波噪声测试系统及方法

说明书

本发明提出的一种纹波噪声测试系统及方法，所述系统包括示波器、第一同轴线、第二同轴线和PCB板，所述PCB板上设有隔离电容切换电路，所述示波器与第一同轴线的第一端连接，第一同轴线的第二端与隔离电容切换电路的输出端连接，第二同轴线的第一端与隔离电容切换电路的输入端连接，第二同轴线的第二端设有纹波探头组件。本发明有效解决了纹波探头截止频率无法任意切换的问题，提高了截至频率切换的便捷性。

技术领域

本发明涉及服务器测试技术领域，更具体的说是涉及一种纹波噪声测试系统及方法。

背景技术

服务器作为一种高端计算机，可以为各行各业的用户提供云计算、海量存储、大数据分析等服务，是现代社会万物互联的重要支撑。由于服务器的计算速率快、运行时间长、稳定性和可靠性要求高，所以对于服务器的硬件电路质量，尤其是电源电路质量的要求极其严苛。其中，纹波和噪声是衡量电源电路质量的两个重要参数，如果纹波和噪声超出CPU、DDR等关键芯片的电气规格，可能会导致服务器死机、异常重启等致命性的问题。随着CPU、DDR等芯片速率和工艺制程的逐步提高，供电电压也正在逐渐降低，从而对电源纹波和噪声的设计与测试要求也越来越严格。

如何才能更加准确地测量出电源电压的纹波和噪声参数、改善电源质量、保证服务器产品运行的稳定性和可靠性，是硬件工程师们的一个重要关注点。

当前，针对服务器电源电压的纹波噪声测试主要采用以下几种方式：

1、使用无源探头和鳄鱼夹接地线进行测试。具体为：将探头连接在电源网络的去耦电容上，鳄鱼夹就近接地。测纹波时，需要将示波器设置成20MHz带宽限制、AC耦合、50欧姆输入阻抗；测噪声时，需要将示波器设置成全带宽、AC耦合、50欧姆输入阻抗。但是，由于鳄鱼夹接地线较长，与探头之间形成较大的环路，容易引入大量干扰，影响测试结果。

2、使用无源探头和接地弹簧进行测试，测试方法与第一种方式相同，使用接地弹簧可以减小探头与地之间的环路，避免引入其他的干扰。但是，由于接地弹簧有一定的韧性，实际操作困难且容易脱落，可能造成电路板的短路。

3、使用差分探头和双绞线进行测试，测试方法与第一种方式相同，由于双绞线相较于鳄鱼夹地线和接地弹簧而言，与探头之间的环路更小，进一步减少了外部干扰，有效提高纹波噪声的测量精度。但是，差分探头价格高昂，需要特别注意输入电压的大小，否则容易损坏差分探头；双绞线需要焊接在去耦电容两端，保证测试操作的稳定性，测试的效率不高。

4、使用专用的纹波探头进行测试，测试方法与第一种方式相同，测量精确度最高。缺点是专用的纹波探头，价格昂贵，测试成本高。

5、使用50欧姆同轴线缆和100nF隔离电容自制的纹波探头进行测试，等效于第一种方式，同轴线中的屏蔽层可以有效降低外部干扰，提高测量精度，成本低。由于隔离电容大小是确定的，对应的截止频率也是固定的，如果待测点的电源开关频率与截止频率不符，则影响测试结果的准确度；通过手动更换隔离电容可以改变截止频率，但是每个人的焊接水平不同，无法保证隔离电容的焊接质量，从而影响测试的一致性和效率。

发明内容

针对以上问题，本发明的目的在于提供一种纹波噪声测试系统及方法，有效的解决了纹波探头截止频率无法任意切换的问题，提高了截至频率切换的便捷性。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种纹波噪声测试系统，包括示波器、第一同轴线、第二同轴线和PCB板，所述PCB板上设有隔离电容切换电路，所述示波器与第一同轴线的第一端连接，第一同轴线的第二端与隔离电容切换电路的输出端连接，第二同轴线的第一端与隔离电容切换电路的输入端连接，第二同轴线的第二端设有纹波探头组件。