隔離接口芯片失真測試

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背景

隔離是一種電路設(shè)計技術(shù)，允許兩個電路進(jìn)行通信，可消除在它們之間流動的任何不需要的直流電流和交流干擾電流。隔離常用于保護操作人員和低壓電路免受高電壓影響，或防止通信子系統(tǒng)之間的地電位差，或改善系統(tǒng)的抗噪性能。常見的隔離方式包括光耦，磁隔和容隔。

圖1  隔離芯片是信號鏈中非常重要的一環(huán)

隔離芯片的典型應(yīng)用場景包括：電動汽車 (BMS, OBC, 電驅(qū)等 )，電機控制，工業(yè)自動化，開關(guān)電源，光伏逆變器，醫(yī)療設(shè)備等，是一種使用非常廣泛的模擬芯片。

挑戰(zhàn)

隔離接口芯片測試，需要用信號源提供標(biāo)準(zhǔn)的方波信號作為輸入信號，經(jīng)過隔離芯片后，測量輸出信號的質(zhì)量。典型的測量項包括傳輸延遲 , 脈寬失真 (PWD), 上升 / 下降時間，時間間隔誤差 (tie) 和 CMTI 等。

其中傳輸延遲 , 脈寬失真 , 上升 / 下降時間會使用 50KHz 以下的低頻方波信號作為輸入信號，且要求方波信號的上升時間小于 3ns。

而時間間隔誤差 (tie)也叫總體抖動，需要用到偽隨機碼型(PRBS) 和芯片所能支持的最高數(shù)據(jù)速率 ( 如 100Mbps)，來測量隔離接口芯片在傳輸真實的高速信號時，所引入的抖動。

CMTI ( 共模瞬變抗擾度 ) 用以測試隔離電路，在輸入信號快速變化 ( 上升 / 下降 ) 時，輸出信號仍然能保證不出錯。

測試解決方案

泰克的 AFG31000 系列，可以發(fā)送隔離芯片所要求的低頻率、快上升沿的時鐘信號， 也可以發(fā)送高速偽隨機數(shù)據(jù)信號。 一機多用，作為信號源，為隔離芯片提供激勵信號。

圖2 AFG31000系列任意函數(shù) / 波形發(fā)生器

泰克的MSO5或MSO6系列高精度示波器，可以測量隔離芯片的輸出信號。豐富的測量項，可以自動測量信號之間的傳輸延遲和上升時間。較為復(fù)雜的脈寬失真 (PWD) 測量，可以通過將上升時間延遲和下降時間延遲的時間趨勢圖進(jìn)行相減得到。

圖3 利用時間趨勢圖測量PWD

泰克的MSO5或MSO6系列高精度示波器的DJA( 抖動和眼圖測量軟件 ) 可以測量輸出信號的時間間隔誤差 (tie) 和眼圖，使用非常方便。

圖4 使用DJA測量tie抖動和眼圖

泰克的TIVP探頭是測量CMTI 不錯的選擇。CMTI 測量時，由于參考地的電壓 ( 共模電壓 )快速變化，使用普通差分探頭進(jìn)行測量，會因為探頭的共模抑制比不足，導(dǎo)致波形上出現(xiàn)震蕩。使用共模抑制比高達(dá)100dB 的TIVP 光隔離探頭，可以確保輸出信號不受共模電壓的影響。

圖5 在共模電壓快速變化的電路里，普通探頭和TIVP光隔離探頭測量波形的差異

總結(jié)

泰克的AFG31000任意函數(shù)發(fā)生器，MSO5/MSO6高精度示波器，TIVP光隔離探頭，可以精確測量隔離芯片的各項參數(shù)指標(biāo)，幫助工程師全面評估隔離芯片的性能。