EDN tiene una guía interesante (¡para principiantes como yo!) para probar el diseño de una fuente de alimentación , en la que sugieren un osciloscopio de 500 MHz como una pieza del equipo necesario para una prueba "adecuada":
El equipo de prueba necesario para una prueba adecuada de la fuente de alimentación varía según el tipo de sistema de alimentación que se está probando, así como el presupuesto financiero para el equipo. Aquí hay una lista de ejemplo de equipo:
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- Osciloscopio de 500 MHz BW o superior con sonda para medidas de ruido.
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Parece una elección aleatoria, excepto que se encuentra entre los osciloscopios con las especificaciones más altas que he visto en el mercado.
¿Están tratando de decir que debe buscar lo mejor que pueda alcanzar su presupuesto, o hay alguna razón técnica por la cual 500MHz es el número mágico?
Supongo que podría estar relacionado con frecuencias SMPS típicas, PCB y otros parásitos, y otras características de las tecnologías actuales, o algún artefacto de la naturaleza de EMC.
En primer lugar, me molesta que aparentemente haya sido arrancado en el aire. Y es extraño que el artículo parezca estar escrito para informar a los lectores de nivel sub-profesional, pero recomendando equipos de alta gama (totalizando una suma cercana a las 6 cifras).
¿Alguien puede darle sentido a esto? Si esa es una pregunta demasiado vaga, simplemente, ¿por qué 500 MHz? Tal vez sea solo el que está sentado frente a él.
Los parásitos de 0.01uH (10nH) y 10pF sonarán a 500MHz.
Los parásitos de 0.001uH (1nH, o 1mm de cable) y 100pF sonarán a 500Mhz.
Los SwitchRegs tienen varias situaciones en las que el cable de 1 mm y 100 pF coexisten como parásitos. Necesitas ver eso, y ser consciente.
¿Por qué? La capacidad de OpAmps y otros circuitos integrados para rechazar 500 MHz en sus pines VDD es, básicamente, CERO.
Usted, el diseñador del sistema de potencia y del circuito de potencia, tiene que asumir la responsabilidad de identificar, cuantificar y gestionar los riesgos.
EDITAR Hace algunos años, al revisar una interfaz de cámara de 4 canales, encontré que el 1/3 superior de los 4096 códigos se fueron a la basura para los 6 LSB. Al incorporar la sonda FET Tek P6201 con un ancho de banda de 900 MHz (tecnología de la era de 1970), finalmente vi una oscilación de PP de 0,01 voltios a 600 MHz con una potencia de -5 voltios ---- el ADC estaba oscilando. ¿Curar? Instale Ramortiguador de 27 ohmios en las (4) rutas de entrada del ADC; doblamos suavemente ese cable VIN en el IC y soldamos una resistencia SMT orientada verticalmente. De alguna manera, mi PCB de 8 capas, con tapas de derivación de 0.1uF colocadas diligentemente, con 4 ADC compartiendo la parte delantera/trasera, tal vez con perlas de ferrita para aislar el VDD, estaba oscilando. El proveedor de circuitos integrados declaró: "Nunca había visto que eso sucediera antes".
Sin esa sonda de 900 MHz y Tek7904 de 500 MHz, habría tenido que despejar. Tocar el pin ADC Vin con los dedos provocó cambios en el código de salida: desenfoque, por lo que tuve una pizca de rarezas.
Si ve el video (5:58 min) en la segunda página, mide una frecuencia de ruido transitorio de 141 MHz, lo que justifica los 500 MHz.
El texto configura la situación, pero los videos son la clave para entender por qué.
Engineer It - Cómo probar las fuentes de alimentación - Medición del ruido
El principio básico es que no puede arreglar lo que no puede ver, así que obtenga los mejores ojos que pueda pagar.
La mayoría de las fuentes de alimentación conmutadas funcionan a unos pocos MHz, pero para maximizar la eficiencia tienen transiciones de conmutación extremadamente rápidas. Esto significa que obtiene componentes de señal a frecuencias mucho más altas, y las inductancias y capacitancias parásitas pueden formar fácilmente resonancias Q relativamente altas en esas frecuencias.
Es probable que esta información también tenga como objetivo/suponga aplicaciones comerciales. Por lo general, es posible diseñar en exceso su circuito y estar seguro de que funcionará. Por ejemplo, puede reducir la velocidad de borde de su conmutador para reducir los armónicos, usar blindaje y filtros adicionales, etc. Pero ese blindaje aumenta el costo y el tamaño, y la eficiencia reducida genera más calor, que debe disiparse, y también lo perjudica en el mercado. Y algunas veces se equivoca: un componente de filtro mal elegido puede tener un elemento parásito que elimina por completo su eficacia.
Otro factor importante es si su circuito debe pasar la certificación EMI. Si es así, y realiza una prueba de precalificación y descubre que el circuito está radiando a 300 MHz, necesita un instrumento que pueda ver 300 MHz. Entonces, de esa forma de verlo, la respuesta es "si le importa cómo funciona este circuito en la frecuencia X, es mejor que tenga un osciloscopio que pueda medir X".
Un último punto es que a todos los niños en estos días les gustan las señales digitales de alta velocidad donde el osciloscopio es el rey y se olvidan por completo de la maravilla que es el analizador de espectro. Un analizador de espectro de 2-4 GHz usado es bastante barato y para las mediciones de ruido, su rango dinámico hará volar las puertas de cualquier osciloscopio de 500 MHz.
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