这个极端测量的例子来自DesignCon2020年的论文，题为“台式电源动态负载电流测试方法”[1]。我来自Keysight的好朋友兼同事海蒂·巴恩斯(Heidi Barnes)完成了大部分看似不可能完成的工作。目标是通过测量外部稳压模块(VRM)中的交流电流来确定FPGA的动态电流，使用PCB s参数的转换，同时测量PDN上的交流电压。

虽然这里提出了一些不同的挑战，但第一个挑战是PCB上没有一个可访问的点来测量VRM电流。相反，使用宽铜箔将外部DC-DC转换器模块焊接到PCB上，以最大限度地减少连接的电感。由于目前大多数探头是感应的，它们会影响测量。因此，使用了PEM Rogowski电流探头，尽管这种类型的探头有噪声。这个外部DC-DC转换器和Rogowski探头设置如图1所示。

如图1所示，外部VTM DC-DC转换器模块使用宽铜箔焊接到PCB上，Rogowski探头焊接在正箔电源引线周围。

对去耦电容器的样品进行了测量和建模，并将其加载到Keysight Pathwave ADS中。使用ADS PIPRO模拟器提取s参数，并构建了设置模型，包括在PCB接触点测量VRM的电感。

建议首先测量您知道的东西，这里在模拟器中应用。一个“已知的”FPGA动态电流应用于PDN模型，然后得到的VRM和电压数据用于模型的第二次仿真，以合成动态电流。综合结果直接与第一次模拟的应用动态电流进行了比较。对比如图2所示。

图2在FPGA上施加动态电流，VRM数据用于合成所施加的动态电流。结果显示出良好的相关性。

另一个好处是，通过使用相关的方法，可以获得更多的细节，在本例中，一个额外的细节是30MHz封装谐振，如图3所示。

得到的数据和模拟显示了30MHz的封装谐振，如图所示。

通过在FPGA中同时切换400,000个触发器寄存器来确认共振。在30MHz切换它们会导致平均VRM电流为2.5安培，在200mhz切换相同数量的触发器会导致平均VRM电流为13.5安培。在平均电流较低的30 MHz时，电压和电流纹波比平均电流较高的200 MHz时的电压和电流纹波大。30 MHz和200 MHz的结果见图4。

图4在30MHz频率下400,000次触发器产生的偏移比200MHz频率下的结果要大，尽管200MHz频率下的结果有更高的平均电流。

此示例最初在DesignCon 2021．

参考文献

海蒂·巴恩斯，杰克·卡雷尔，史蒂文·m·桑德勒，一种台式电源动态负载电流测试方法， 2020年设计展