Annoncé cet été par le fournisseur d’instruments de test et mesure américain Tektronix, le logiciel d'analyse des signaux des réseaux de distribution d'énergie (PDN, Power Distribution Network) de la société est embarqué dans ses oscilloscopes à signaux mixtes des séries 4 B, 5 B et 6 B. Ce logiciel apporte l'analyse de la stabilité, de l'impédance, du bruit et de la gigue d'un PDN dans un flux de travail unique au sein de ces instruments.

Selon Tektronix, en combinant la validation de l'intégrité de l'alimentation et celle de l'intégrité du signal au sein d'un même flux de travail, cette solution aide les concepteurs de matériel à évaluer la stabilité des rails d'alimentation, à identifier les sources de bruit et à comprendre l'impact de l'alimentation sur les performances du signal.

Associé aux oscilloscopes à faible bruit et aux sondes pour rails d'alimentation de la société, ce logiciel aide les équipes à évaluer la stabilité, à identifier les sources de bruit et à mieux comprendre l'impact de l'alimentation sur les performances du signal, le tout au sein d'un flux de travail familier, créant ainsi une solution unifiée pour l'intégrité de l'alimentation.

A ce niveau, Tektronix indique que l’évolution des architectures électroniques modernes - notamment les serveurs d'IA, le calcul haute performance et l'électronique automobile - modifie fondamentalement les exigences imposées aux réseaux de distribution d'énergie.

Capables de fournir des courants à variation rapide de 1 000 A (ou plus) avec des tolérances de tension plus strictes, ces réseaux modernes doivent répondre à des variations de charge brutales (échelons de charge) sans provoquer d'erreurs de bit sur les liaisons de données critiques à haut débit.

Selon Tektronix, par le passé, les équipes de validation évaluaient la stabilité de ces réseaux PDN à l'aide de mesures dans le domaine fréquentiel effectuées sur des analyseurs de réseau vectoriels autonomes.

Bien qu'efficaces pour les mesures de petits signaux, ces méthodes ne permettent pas de refléter les performances en conditions réelles de charge active et de courant élevé, dixit la société. Elles nécessitent également un accès aux boucles de rétroaction des régulateurs de tension, souvent inaccessibles dans les conceptions modernes.

Dans ce cadre, les mesures par échelon de charge reflètent mieux les conditions dynamiques de fonctionnement des réseaux de distribution d'énergie actuels et ne requièrent pas d'accès à la rétroaction du régulateur de tension.

S'appuyant sur la méthodologie SEPIA - Stability Evaluation for Power Integrity Analysis (*) - mise au point par la société Picotest, Tektronix estime être le premier fabricant d’instruments de mesure à intégrer directement l’approche SEPIA dans un oscilloscope.

Les ingénieurs peuvent ainsi évaluer le comportement de l'alimentation et du régulateur de tension dans des conditions réelles de transitoires de charge, sans avoir à interrompre les boucles de régulation ni à modifier les cartes électroniques.

« La frontière entre intégrité de l'alimentation et intégrité du signal est devenue un goulot d'étranglement majeur dans la validation matérielle, explique Daryl Ellis, vice-président et directeur général du portefeuille d'acquisition et d'analyse de signaux chez Tektronix. En intégrant l'analyse de la stabilité dans le domaine temporel directement dans l'oscilloscope, les ingénieurs peuvent évaluer le comportement du réseau de distribution d'énergie dans des conditions de fonctionnement réelles et mieux comprendre l'impact de l'intégrité de l'alimentation sur les performances du signal. »

Dans le détail, l’outil analyse la stabilité transitoire des signaux et réalise l’ extraction de la marge de phase et l’analyse des caractéristiques d'amortissement des modèles de circuits électriques équivalents en seulement 500 microsecondes, sans interrompre les boucles de régulation ni modifier les cartes.

Il permet également de réaliser une mesure native d'impédance à deux ports (configuration shunt-through) de 10 Hz à 50 MHz à l'aide du générateur de fonctions interne.

Au-delà, le logiciel apporte la mesure de la corrélation croisée entre les variations temporelles périodiques des formes d'onde et le bruit des rails d'alimentation, permettant aux concepteurs d'évaluer l'impact du bruit des rails sur la dégradation du signal.

Enfin, l’outil procure une mesure automatisée du taux de réjection de l'alimentation (PSRR, Power Supply Rejection Ratio) de 85 dB pour quantifier l'atténuation du bruit du régulateur et isoler les sources de bruit sur les rails.

(*) SEPIA - Stability Evaluation for Power Integrity Analysis - est une méthode mise au point par Picotest pour évaluer la stabilité d'une alimentation directement à partir de la réponse temporelle à un échelon de charge. Elle permet d'extraire la marge de phase et les caractéristiques d'amortissement sans interrompre la boucle de régulation.