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「」まず、パワーとシグナルインテグリティを定義しましょう。シグナルインテグリティ（SI）分析は、ビットエラーレート（BER）の観点から、送信機、基準クロック、チャネル、および受信機のパフォーマンスに焦点を当てています。 Power Integrity（PI）は、一定のクリーンな電力と低インピーダンスのリターンパスを提供するための配電ネットワーク（PDN）の手法に焦点を当てています。 SIとPIには広範な相互依存関係があります。 PDNはノイズとジッターを引き起こす可能性があります。回路設計とチップパッケージ、ピン、ワイヤ、ビア、コネクタなどのコンポーネントは、PDNのインピーダンスに影響を与え、電源の品質に影響を与える可能性があります。

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オシロスコープベースのソリューションを使用して電源とシグナルインテグリティをテストすると、最適なパフォーマンスを得るために検討および解決する必要のあるいくつかのテストの課題が発生します。

まず、パワーとシグナルインテグリティを定義しましょう。シグナルインテグリティ（SI）分析は、ビットエラーレート（BER）の観点から、送信機、基準クロック、チャネル、および受信機のパフォーマンスに焦点を当てています。 Power Integrity（PI）は、一定のクリーンな電力と低インピーダンスのリターンパスを提供するための配電ネットワーク（PDN）の手法に焦点を当てています。 SIとPIには広範な相互依存関係があります。 PDNはノイズとジッターを引き起こす可能性があります。回路設計とチップパッケージ、ピン、ワイヤ、ビア、コネクタなどのコンポーネントは、PDNのインピーダンスに影響を与え、電源の品質に影響を与える可能性があります。

電源からのノイズとジッターの導入は、高速シリアルネットワークのビットエラーレートにつながる可能性があり、少なくとも組み込みシステムの効率を低下させる可能性があることを私たちは知っています。最悪のシナリオでは、これにより、ミッションクリティカルな環境で誤ったビットまたは誤ったデータが発生する可能性があります。

電力の整合性は、電圧を適切な範囲内に維持するだけではありません。電力の完全性とは、回路またはデバイスに適用される電力が回路またはデバイスの意図されたパフォーマンスに適していることを保証することです。目的は、供給から消費まで電力の品質を維持することです。許容可能な電力の完全性を達成することは、ノイズレベルが指定された許容範囲内。

より小さな回路基板でより多くの機能を実行するために電気部品が必要になるため、これはますます重要になります。サイズが縮小し続け、複雑さが増すにつれて、組み込みシステムは電力供給パスまたは電力整合性コンポーネントにますます近づいています。

パワーインテグリティとシグナルインテグリティをテストおよび分析するプロセスでは、解決する必要のあるいくつかの重要な問題を克服することが非常に重要です。ここでは、そのうちの5つについて説明します。

1.AC-DC電力変換のリップルを除去します。ここで、設計者は最適な電力品質を維持し、高効率を維持しながら、含まれるあらゆる種類のスイッチングリップルがダウンストリームに漏れないようにする必要があります。設計者は、配電ネットワーク（PDN）全体に電力を供給し、電源ノイズ（PSN）を最小限に抑えるために、高効率/低ノイズのDC変換を保証する必要があります。

2.DC-DC電力変換。電源のこのフェーズでは、設計者は最終段階またはポイントオブロード（POL）コンポーネントに電力を供給します。最も感度の高い電源には、高速ADC、FPGAコア、およびデジタルシグナルプロセッサ（DSP）用の電源があります。組み込み設計には、コンポーネント間で電力を転送するために1000を超える電圧面とグランドプレーンが含まれる場合があります。さまざまな電圧レベルでさまざまな負荷を処理することも課題です。

3.結果に対する測定システムの影響。これには、使用されている範囲、さまざまな測定方法、プローブ、およびプローブチップの前で使用されているアダプターが含まれます。これらが測定にどのように影響するかを知ることができるように、これらを知ることは非常に重要です。この例として、プローブリードを追加すると、測定システムの全体的な帯域幅が減少します。プローブ接続の容易さとパフォーマンスの間にはトレードオフがあるため、コネクタの帯域幅とコモンモード除去を理解することが重要です。

4.シグナルインテグリティとパワーインテグリティ。パワーインテグリティとシグナルインテグリティの両方が相互に影響を与えるため、それらが相互にどのように影響するかを理解することが重要です。一方のノイズが他方に影響を与えるため、ノイズ源の根本原因を特定するには、これらの測定値の違いを理解する必要があります。設計者は、時間および周波数領域で敏感な電源のリップルを相関させる必要があります。

5.全周波数範囲にわたるデバイス応答。すべてのデバイスは周波数範囲で変化します。電源装置の下のインピーダンスとコンポーネントがその周波数範囲でどのように変化するかを理解することが重要です。これは、電源を維持するために必要な基本共振周波数を決定するために使用されます。

シグナルインテグリティとパワーインテグリティはしばしば別々の分野と見なされますが、これまで見てきたように、これら5つの重要な課題に対処するには、それらの違いを十分に理解する必要があります。 MSO6Bシリーズミックスドシグナルオシロスコープは、使いやすいタッチスクリーン環境で両方の分野のテストニーズを満たすために必要なツールとして機能します。ジッタ分析の詳細については、パワーインテグリティとシグナルインテグリティの問題の診断に関するウェビナーをご覧ください。