ruidofuentes

Técnicas de medida de ruido en FA

Uso de un osciloscopio para realizar
medidas de ruido en fuentes de
alimentación
Por Peter Kasenbacher de Agilent Technologies
Peter Kasenbacher es el
Director de productos de Agilent para
Europa especializado
en osciloscopios.
Empezó a trabajar para
Agilent Technologies
(Hewlett-Packard) en
1991 y ha desempeña-

Los sistemas electrónicos actuales ofrecenmayores velocidades de conmutación, transiciones de voltaje más rápidas, más patillas activas en cada
encapsulado y oscilaciones de señal más pequeñas. El incremento en las velocidades de conmutación y de las transiciones de voltaje y el mayor número
de patillas activas tienen como consecuencia una mayor inducción de ruido
de conmutación en las fuentes de alimentación. Por otro lado, los circuitos
soncada vez más susceptibles al ruido de las fuentes de alimentación con
amplitudes de señal reducidas, lo cual se traduce en una reducción de los
márgenes de ruido.

do varias funciones de
ventas y marketing. Es
licenciado en “Ingeniería
de producto” por la
Universidad alemana de
Furtwangen.

Por eso a los diseñadores les preocupa cada vez más el ruido de las
fuentes de alimentación en los nuevosdiseños digitales, sea cual sea el tipo
de dispositivo, desde teléfonos móviles hasta servidores. Debido al gran
ancho de banda que presenta el ruido
de las fuentes de alimentación, para
medirlo suelen utilizarse osciloscopios
de tiempo real. Este artículo analiza el
ruido de las fuentes de alimentación
y las técnicas empleadas para su medición con osciloscopio.
Ruido
Idealmente, en una fuente dealimentación no debería existir ruido.
Pero, entonces, ¿de dónde procede
ese ruido? El ruido simple gaussiano
generado por los inevitables procesos
térmicos no suele ser la fuente dominante. En la mayoría de circuitos

digitales, la principal causa de ruido
es la conmutación.
Las fuentes de alimentación conmutadas generan su propio ruido
no deseado, normalmente en los
armónicos de la frecuencia deconmutación, o bien coherente con esta
frecuencia. Además, cada vez que se
conmutan las puertas y los circuitos
de las patillas de salida, se generan
demandas transitorias de corriente
sobre la fuente de alimentación. Aunque estos eventos de conmutación
puedan parecer aleatorios, suelen ser
coherentes con las señales de reloj del
sistema. Por lo tanto, se pueden considerar como “señales”superpuestas
al nivel de continua de la fuente de
alimentación, más que como “ruido”
aleatorio (Fig. 1). Considerar el ruido
de esta forma simplifica el análisis y
multiplica sus posibilidades.

Dificultades que
plantea la medida
Debido al gran ancho de banda que presenta el ruido de las
fuentes de alimentación, los diseñadores suelen elegir osciloscopios como la herramienta ideal
para medirlo. Lososciloscopios
pueden aportar pistas sobre la
causa del ruido que ningún otro
instrumento es capaz de ofrecer.
Desafortunadamente, los osciloscopios digitalizadores y las sondas
de osciloscopio de banda ancha
introducen su propio ruido, que
debe tenerse en cuenta. Si el ruido
que se mide en la fuente de alimentación es del mismo tipo que
el nivel de ruido del osciloscopio
y la sonda, puede resultar difícilmedir el ruido con exactitud.
Otro problema es el rango dinámico. La fuente de alimentación
queda fijada a un nivel base de voltaje de continua. El pequeño ruido
de alterna superpuesto a este voltaje
suele representar una fracción muy
pequeña del nivel de continua. Con
algunos osciloscopios y sondas puede resultar complicado compensar
los efectos de la sonda y del osciloscopio lo bastante como parapoder
emplear un rango más sensible que
permita obtener una visión óptima
del ruido para un nivel de ruido de
osciloscopio más bajo.
Técnicas y métodos
óptimos
Existen varias técnicas que se
pueden aplicar para mejorar la capacidad de medida del ruido de la
fuente de alimentación.

Figura 1. “Ruido coherente“ en una una fuente
de alimentación

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1. Tener claro cuánto ruido introducen el...