“边际”一词有多重含义。一种常见的页边距，即一页上印刷文字周围的空间，可以在5000多年前的泥板上看到。这个词最可怕的定义之一与保证金购买股票有关(用购买股票作为抵押品从经纪人那里借钱)。在1929年美国股市崩盘之前，一个人最多可以借到股票价值的90%。如果股票价值下跌，“追加保证金”要求投资者支付资金以保留股票所有权。没有满足追加保证金的要求意味着股票将被出售，投资者可能会损失所有的钱。如今，融资融券交易所占的比例要小得多。

不过，我们将把重点放在计算机和电子工业的利润率上。当第一个微处理器被安装在主板上制造电脑时，许多人，尤其是游戏玩家和改装者，都想要更快的速度。因此，“速度保证金”诞生了。

速度边际，也被称为“推”或“超频”，是改变你的计算机系统硬件设置，以高于制造商额定的速度运行。这可以在系统的各个点上完成，通常是通过调整CPU、内存、视频卡或主板总线的速度。

通常，制造商会对芯片进行修整和测试，以确定它们失效的速度。然后以比这低一级的速度进行评级。IC制造商将尽可能快地生产他们的产品，因为更快的硬件卖得更多。据统计，晶圆中的某些ic可能比其他ic运行速度更快。每个芯片都经过测试，看它能跑多快，跑得快的芯片被标记为“更快”。因为测试是相当严格和保守的(因为部分必须保证以最低速度运行)，玩家认为有可能将CPU推得比其额定速度略快，同时保持系统的稳定性。

超频者还发现，一些集成电路制造商故意低估芯片，以满足市场需求，并在高端和低端产品之间制造差异化。偶尔，当制造商库存不足时，他们会将速度较快的芯片封装为速度较慢的芯片以满足需求。超频总是有效吗?不。然而，超频者会尝试，因为统计上有些人成功了。

保证金的下一步

正如我们在应用说明4345“良好接地，数字接口”的“为什么是数字接口”一节中所讨论的那样，数字信号比信号更能容忍噪声和电源水平。这是因为数字设备固有的阈值。设备立即损坏，而数字设备一般正常工作，只要信号高于或低于临界阈值水平。在数字系统中，故障是突然的(悬崖效应)，因为信号的恶化最初被(阈值)拒绝，直到它们变得严重到足以破坏数据。在那里，有必要进行性能裕度测试，以保证产品在其保修寿命和极端条件下运行。

边缘测试是一种在计算机行业中长期使用的技术，通过在比正常服务更有压力的条件下进行测试，来证明数字过程的可靠性。在失效之前可以施加的额外压力的程度是性能裕度的度量。

保证金技术可以获得巨大的成功，如果使用得当，将提供急需的信心因素。有两种典型的方法来划分电路:一种是使用病理数据模式。根据所使用的系统和编码，具有长串1或0的数据模式缺少时钟数据，并且可能强调阈值要求。第二种也是更普遍的方法是改变电源电平(通常是通过降低电压)。

校准保证金

在系统或PCB的设计阶段，设计者必须定义一个测试协议。该程序将详细说明如何量化施加在被测设备(DUT)上的压力，以及如何客观地将DUT分类为各种性能水平或使产品失效(表1)。该方案应清除早期婴儿故障，并提供DUT在其预计寿命内运行的信心。典型的协议将逐步降低电源电压，可能会改变时钟速度等其他参数，并监控一些关键功能参数。例如，要设置限制，将被测设备分为高性能和低性能单元，并删除故障设备。

将被测件放入A、B、C、D、E或Fail的样例步骤

1. 实现一个软件或固件过程，可以调整电源电压和改变时钟速度，同时交替地将两种数据模式中的一种写入存储器。每次写入内存后，读取内存以监视错误。

2. 在接下来的分组操作中，将进行校准以精确设置电源电压。还将完成其他校准程序，以补偿组件公差并确保满足所有其他规格。

根据经济因素，损坏的部件可以修理或丢弃。注意如何丢弃失败的板;它们必须被销毁，以防止不道德的人在灰色市场上出售它们，损害合法制造商的声誉。

其他使用边距和校准的方法

其他系统规格可以通过边距和校准的组合来满足。可以改进的参数包括功耗和电源噪声抑制(见图1)。

工程似乎总是涉及某些优点和缺点之间的权衡。线性(低差)稳压器是安静的，但多余的功率转化为热量。开关稳压器在功率方面效率很高，但容易产生噪声。图1使用校准来获得两全其美的效果。功率调节器通常有5%到10%的公差范围。现在，设想一个必须最小化功耗的边际系统。两个稳压器的输出通过单独的低通滤波器或去耦以最小化噪声。大多数电源稳压器都针对直流进行了优化，并且具有足够的频率响应来响应线路和负载的变化。它们作为反馈回路工作，将输出电压与基准电压进行比较。典型的频率响应被限制在几十到几百千赫兹，以防止振荡。

MAX11600系列具有一个输入多路复用器，随后是一个数字转换器(ADC)，可监控多达12个独立点。为了最大限度地减少功耗，我们通过在开关上设置数字电位器(锅)来测量A点，A点表示开关去耦时的电压降。B点测量通过调整LDO上的数字锅来补偿LDO去耦网络上的电压降。通过将开关设置为略高于所需的LDO电压，我们可以以最小的功耗获得相对安静的功率。为了进一步降低噪声，可以将LDO替换为参考电压，或者在LDO输出上添加参考电压，为关键电路供电，例如低噪声放大器。

图1所示的数字端口也可以用数字转换器(DAC)代替。更多想法，请参阅以下应用说明:

• 申请说明4711，“数字校准使自动化测试变得容易;校准常见问题”

• 申请说明4704，“工业设备设计中制造公差的电子校准和校正方法简介”

• 申请说明4703，“医疗设备设计中电子校准和纠正制造公差的方法简介”

• 应用笔记4300，“计算精密数模转换器(DAC)应用中的误差预算”

• 应用说明4003，“串联或并联参考电压?”

• 应用说明226，“使用数字电位器校准和调整升压DC-DC转换器”

保证金有明显的优势，允许在产品发货之前检测和纠正潜在的故障。但是所有的工程都有危险。有一种风险是，在工艺和组件公差范围内，给定的批次可能无法产生最高等级。因此，一个人可能会被大量低级别的库存所困住。将产品按性能等级分类并相应地定价是有问题的，但作为一种测试工具，测试它要安全得多。问题在于统计数据。

仔细的统计设计是必要的，以防止低收益陷阱。可以找到帮助设计的工具示例。它们包括HP 50g的设计计算器，包括在个人计算机上运行的免费模拟器。统计过程控制计算器有助于过程良率的预测和分析。它计算每百万缺陷，产量，工艺转移，标准偏差，平均值，以及下限和上限规格。Micro-Cap 10是来自Spectrum Software的电路模拟器(有一个免费的评估版本)。该软件允许对电阻器值进行扫描，并进行蒙特卡罗分析，以探索组件公差的影响。

随着变量(成分)数量的增加，“保证”低收益保护可能变得不切实际。然后，可以采用另一种校准技术。让我们假设一个产品有几个校准区域。我们将这些区域称为A、B和C(可以容纳任意数量的区域)。性能最高(价格)的设备在所有领域都经过全面校准。中档产品在A区和C区进行校准。最便宜的产品可能只在C区进行校准，调整装置(数字锅或DAC)在A区和b区被固定电阻取代。这通过降低低精度产品的测试和组件成本，创造了真正的产品差异化。

结论

边际可以有效地发现系统的早期故障，并提供一种区分产品性能水平的方法。虽然股票市场的追加保证金可能风险更大，但重要的是要保护自己免受电子保证金的低收益陷阱。