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電圧ドロップ/サグを見逃さないパワーレールプローブの設定・接続

GLOSSARY

「瞬間的な電圧降下(電圧ドロップ/サグ)」を見逃さないためには、パワーレールプローブの性能を最大限に引き出すための「設定」と「接続」のテクニックが重要になります。

デジタルICが休止状態から一斉に動作を開始した瞬間のドロップは、数ナノ秒という非常に速いスピードで発生するため、以下のポイントに注意してください。


1. 帯域制限(Bandwidth Limit)を解除する

電源リップルの測定では「20MHz制限」をかけるのが一般的ですが、瞬間的なドロップ(ロードステップ応答)を見たい場合は、帯域をできるだけ広く(Fullまたは500MHz以上)設定してください。

  • 理由: 急激な電圧変化は高周波成分を含んでいます。帯域を絞りすぎると、変化の「鋭さ」がなまってしまい、実際の底値(ワーストケース)を低く見積もってしまいます。


2. トリガー設定の追い込み

見逃したくない「瞬間」を捉えるために、トリガーを工夫します。

  • ノーマルモード(Normal)で使用: 「オート」ではなく、変化があった時だけ更新されるようにします。

  • 立ち下がりトリガー(Falling Edge): 1.8Vから電圧が下がる瞬間にトリガーをかけます。

  • トリガーレベルの設定: * 1.8Vラインで「±3%(54mV)」が基準なら、1.77V(-30mV付近)などにトリガーレベルをセットします。

    • これにより、許容範囲を超えそうになった瞬間の波形だけを確実にキャッチできます。


3. はんだ付け(Solder-in)接続を推奨

手持ちのプローブチップ(ブラウザ)では、接触抵抗やわずかな手の震えでノイズが発生し、本物の電圧降下かどうかの判別が難しくなります。

  • 対策: パワーレールプローブの「はんだ付け用チップ」を使用して、デバイス(CPU/FPGA等)のすぐ横にあるバイパスコンデンサのパッドに直接接続してください。

  • 理由: 1.8Vの「源流」で測るのではなく、電力を消費している「現場(ICの根元)」で測らなければ、配線抵抗による瞬間的な電圧降下を捉えることができません。


4. オシロスコープの「波形更新レート」と「ピーク検出」

  • ピーク検出(Peak Detect)モード: サンプリングの隙間に隠れた鋭いスパイクやドロップを視覚化しやすくなります。

  • 波形強度の永続表示(Persistence): 画面の表示を「無限余韻」などに設定すると、たまにしか発生しない最悪値のドロップが画面上に重なって残り続けるため、±3%を外れた瞬間がひと目でわかります。


まとめ:判定のコツ

パワーレールプローブを使えば、「1.8VのDC値」を基準に、「ワーストケースでどこまで下がったか」を1mV単位の精度で追い込めます。

もし「ドロップが±3%(54mV)を超えてしまっている」ことが判明した場合は、以下の対策を検討することになります。

  1. デカップリングコンデンサの追加(より近く、より高速なものへ)。

  2. 電源配線の強化(インピーダンスを下げる)。

  3. 電源ICの応答性能(ロードレギュレーション)の再確認。

現在の測定で、実際にドロップが発生している様子は確認できていますか?それとも「怪しいけれど確証が持てない」という状況でしょうか?

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・チャンネル間の周波数、振幅、位相を個別に調整可能。単一デバイスチャンネル同期および複数デバイスチャンネル位相同期をサポート。位相メモリ機能搭載
・アナログ変調、パルス変調(オプション)

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・Demodulation and analysis of signals from multiple mobile communication standards including 5G NR, LTE/LTE-A, WLAN, and IoT, as well as wireless connections.

SNA6000A Series Vector Network Analyzer

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