對于制造電子產品的公司，質量控制是其系統的組成部分。為了獲得青睞并確保獲得客戶的積極反饋，在整個生產過程中采用了不同的制造和分類技術。這不僅可以提高他們的利潤，還可以使他們免于遭受工廠損失的麻煩，因此，可以降低材料的成本。

本應用筆記概述了電子裕度及其在產品出廠之前檢測潛在系統故障中的價值。它是一種校準方法，可以有效地預測并允許進行調整以提高產品質量。保證金還可用于將產品分類為性能等級，從而使優質產品能夠以高價出售。我們討論了分類的缺點，并提出了分離產品的替代方法。

“保證金”一詞具有多種含義。距今超過5000年前的黏土板上可以看到一種常見的頁邊距類型，即頁面上印刷文本周圍的空間。這個詞最可怕的定義之一涉及以保證金購買股票（使用股票購買作為抵押品從經紀人那里借錢）。在1929年美國股市崩盤之前，人們最多可以借入股票價值的90％。如果股票價格下跌，則“追加保證金”要求人們付款以保留股票所有權。不滿足追加保證金的要求意味著股票將被出售，而投資者可能會損失所有的錢。如今，保證金購買被限制在很小的百分比上。但是，我們將專注于計算機和電子行業的利潤率。當第一個微處理器安裝在主板上以制造計算機時，尤其是游戲玩家和改裝者（修改者）想要更快的速度。因此，“速度裕度”誕生了。

速度裕度（也稱為“推動”或“超頻”）正在更改計算機的系統硬件設置，使其以高于制造商額定值的速度運行。通常可以通過調整CPU，內存，視頻卡或主板總線的速度來在系統中的各個位置完成此操作。

通常，芯片會由制造商進行修整和測試，以確定它們以何種速度失效。然后，它們的額定速度比此速度低一級。IC制造商將嘗試使他們的產品盡可能快，因為更快的硬件可以賺更多的錢。從統計上講，晶圓中的某些IC可能能夠以更高的速度運行。每個芯片都經過測試以查看其運行速度，而運行速度更快的芯片則被標記為“更高的速度”。由于測試非常嚴格和保守（因為必須保證部件以最低速度運行），因此游戲玩家認為可以將CPU推入其額定速度稍快一點，同時保持系統的穩定性。

超頻者還發現，一些IC制造商故意低估了芯片，以滿足市場需求并在高端和低端產品之間形成差異。有時，當制造商缺貨時，他們會將較快的芯片包裝為較慢的芯片，以滿足需求。超頻是否始終有效？不。但是，超頻者之所以嘗試，是因為從統計上講有些成功。

余量的下一步

正如我們在應用筆記4345的“為什么數字方式為模擬”一節中討論的那樣，“接地良好，數字方式為模擬”，數字信號比模擬信號更能容忍噪聲和電源電平。這是因為數字設備固有的閾值。只要信號高于或低于臨界閾值水平，模擬設備就會立即損壞，而數字設備通常會運行。在數字系統中，故障是突然的（懸崖效應），因為信號的惡化最初（被閾值）抑制了，直到惡化到足以嚴重破壞數據的程度為止。在那里，有必要測試性能裕度，以確保產品在其保修期內和極端條件下都能正常工作。

裕度是計算機行業中使用很久的技術，它通過在比正常服務更困難的條件下進行測試來證明數字過程的可靠性。發生故障之前可以施加的額外壓力程度是對性能裕度的度量。

邊距技術可以成功應用，如果正確使用，將提供非常需要的置信度。通常有兩種使電路邊緣化的方法：一種是使用病理數據模式。根據所使用的系統和編碼，長字符串“ 1”或“ 0”的數據模式缺少時鐘數據，可能會影響閾值要求。第二種更通用的方法是更改??電源級別（通常通過降低電壓）。

校準裕度

在系統或PCB的設計階段，設計人員必須定義測試協議。該過程將詳細說明如何量化施加到被測設備（DUT）的壓力，以及如何客觀地將DUT分為各種性能級別或使產品不合格（表1）。該協議應清除早期的嬰兒故障，并確保DUT將在其預期壽命內發揮作用。典型的協議會逐步降低電源電壓，可能會更改其他參數（如時鐘速度）并監視一些關鍵功能參數。例如，可以設置限制，以將DUT分為高性能到低性能的單元，并刪除出現故障的設備。

使用

余量和校準的其他方法通過結合余量和校準，可以滿足其他系統規格。可以改善的參數包括功耗和電源噪聲抑制（見圖1）。

工程似乎總是要在某些優點和缺點之間進行權衡。線性（低壓差）調節器比較安靜，但是多余的功率會轉化為熱量。開關穩壓器具有較高的功率效率，但噪聲較大。圖1使用校準來獲得兩全其美的效果。功率調節器的公差通常在5％到10％的范圍內。現在，設想一個具有裕度的系統，該裕度必須最小化功耗。兩個穩壓器的輸出均經過單獨的低通濾波器或去耦，以將噪聲降至最低。大多數電源穩壓器針對DC進行了優化，并且具有足夠的頻率響應以響應電源和負載變化。它們充當反饋回路，將輸出電壓與參考電壓進行比較。

MAX11600系列具有一個輸入多路復用器，后接一個模數轉換器（ADC），可監視多達12個獨立的點。為了最大程度地降低功耗，我們通過設置開關上的數字電位計（電位計）來測量A點，該點考慮了開關去耦兩端的電壓降。B點測量通過調整LDO上的數字電位器來補償LDO去耦網絡上的電壓降。通過將開關設置為剛好高于所需的LDO電壓，我們可以以相對較低的功率損耗獲得相對安靜的功率。為了進一步降低噪聲，可以將LDO替換為參考電壓，或者可以將參考電壓添加到LDO輸出以為關鍵電路（例如低噪聲放大器）供電。

編輯：hfy