在銷(xiāo)售商業(yè)或消費(fèi)電子產(chǎn)品以及軍用和航空航天設(shè)備之前,必須解決電磁兼容性(EMC)和相關(guān)的電磁干擾(EMI)問(wèn)題。電磁兼容性或電磁干擾的合規(guī)性往往被擱置到項(xiàng)目的最后階段,而最后一刻的失誤往往會(huì)導(dǎo)致進(jìn)度延誤、計(jì)劃外的成本增加以及工程團(tuán)隊(duì)的壓力。掌握正確的工具和技術(shù)有助于避免問(wèn)題的發(fā)生,并在問(wèn)題發(fā)生時(shí)迅速加以解決。
簡(jiǎn)而言之,輻射發(fā)射是對(duì)輻射電磁場(chǎng)的測(cè)量,而傳導(dǎo)發(fā)射則是對(duì)被測(cè)產(chǎn)品、設(shè)備或系統(tǒng)發(fā)出的傳導(dǎo)電磁干擾電流的測(cè)量。根據(jù)設(shè)備的設(shè)計(jì)工作環(huán)境,全球范圍內(nèi)對(duì)這些輻射的上限都有相應(yīng)限制。
如今,包括無(wú)線和移動(dòng)設(shè)備在內(nèi)的消費(fèi)電子產(chǎn)品層出不窮,設(shè)備之間的兼容性變得更加重要。產(chǎn)品之間不得相互干擾(輻射或傳導(dǎo)發(fā)射),而且在設(shè)計(jì)上必須不受外部能源的影響。大多數(shù)國(guó)家現(xiàn)在都強(qiáng)制對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行各類(lèi)EMC標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試。
應(yīng)用說(shuō)明
■旨在幫助產(chǎn)品設(shè)計(jì)師或EMC工程師學(xué)習(xí)EMC和 EMI故障排除和調(diào)試基礎(chǔ)知識(shí)
■介紹EMI故障排除的三個(gè)步驟
■概述了輻射和傳導(dǎo)輻射故障排除,包括設(shè)置提示
■解釋如何解釋測(cè)量數(shù)據(jù)
■介紹在測(cè)試過(guò)程中處理環(huán)境射頻的技巧
■提供了幾個(gè)使用時(shí)間相關(guān)波形和頻譜的詳細(xì)故障排除示例
該應(yīng)用程序說(shuō)明了如何使用內(nèi)置數(shù)字下變頻器和頻譜視圖的4/5/6系列混合信號(hào)示波器。這項(xiàng)專利技術(shù)使您能夠同時(shí)查看所有模擬信號(hào)的模擬和頻譜視圖,并在每個(gè)領(lǐng)域中擁有獨(dú)立控制。頻譜視圖使基于示波器的頻域分析像使用頻譜分析儀一樣簡(jiǎn)單,同時(shí)保留了將頻域活動(dòng)與其他時(shí)域現(xiàn)象相關(guān)聯(lián)的能力。
基本定義
讓我們從一些基本定義開(kāi)始,EMC和EMI之間存在微妙的區(qū)別。
?EMC意味著正在開(kāi)發(fā)的設(shè)備與預(yù)期的操作環(huán)境兼容。例如,加固型衛(wèi)星通信系統(tǒng)安裝在軍用車(chē)輛上時(shí),即使在其他大功率發(fā)射機(jī)或雷達(dá)附近,也必須能夠正常工作。這意味著在近距離環(huán)境中發(fā)射和抗干擾能力都必須兼容。這通常適用于軍事和航空航天產(chǎn)品和系統(tǒng),以及汽車(chē)環(huán)境。輻射發(fā)射通常測(cè)試距離為1米。
?EMI(有時(shí)也稱為射頻干擾或RFI)更多涉及產(chǎn)品對(duì)現(xiàn)有無(wú)線電、電視或其他通信系統(tǒng)(如移動(dòng)電話)的干擾。在美國(guó)之外,它還包括對(duì)外部能源源的免疫,例如靜電放電和電力線瞬態(tài)干擾。這通常適用于商業(yè)、消費(fèi)、工業(yè)、醫(yī)療和科學(xué)產(chǎn)品。輻射發(fā)射通常在3米或10米的測(cè)試距離內(nèi)測(cè)量。本應(yīng)用說(shuō)明將重點(diǎn)介紹EMI故障排除。
EMI故障排除
EMI故障排除的三個(gè)步驟過(guò)程
許多產(chǎn)品設(shè)計(jì)師可能熟悉近場(chǎng)探頭如何用于識(shí)別PC板和電纜上的EMI“熱點(diǎn)”,但可能不清楚接下來(lái)該怎么做。我們以泰克6系列混合信號(hào)示波器上的頻譜視圖為例進(jìn)行說(shuō)明。下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的EMI故障排除三步流程。
第一步
使用近場(chǎng)探頭(H場(chǎng)或E場(chǎng))識(shí)別PC板和內(nèi)部電纜上的能量源和特征發(fā)射特性。能量源通常包括時(shí)鐘振蕩器、處理器、RAM、D/A 或A/D轉(zhuǎn)換器、DC-DC轉(zhuǎn)換器和其他產(chǎn)生高頻率、快速邊沿、數(shù)字信號(hào)的源。如果產(chǎn)品包括屏蔽外殼,則應(yīng)檢查其他接縫或孔隙是否有泄漏。記錄每個(gè)能量源的發(fā)射特性。
第二步
使用電流探頭測(cè)量高頻電纜電流。請(qǐng)記住,電纜是最可能輻射射頻能量的結(jié)構(gòu)。沿著電纜來(lái)回移動(dòng)探頭,最大限度地獲取最高諧波電流。記錄每根電纜的發(fā)射特性。
第三步
使用附近的天線(通常是1米測(cè)試距離)來(lái)確定實(shí)際輻射的諧波信號(hào)。記錄這些諧波并與近場(chǎng)和電流探頭電纜測(cè)量進(jìn)行比較。這將幫助您確定最有可能與電纜或接縫耦合并輻射到天線的能量源。
一圖看懂全新4系列B混合信號(hào)示波器
步驟1 - 近場(chǎng)探測(cè) - 大多數(shù)近場(chǎng)探測(cè)套件都配備了E場(chǎng)和H場(chǎng)探頭。選擇H場(chǎng)或E場(chǎng)探頭取決于您將要探測(cè)的是電流-即高di/dt-(電路走線,電纜等)還是電壓-即dV/dt-(開(kāi)關(guān)電源等)。大多數(shù)故障排除都是使用H場(chǎng)探頭進(jìn)行的,因?yàn)槲覀兺ǔ?duì)追蹤高頻次諧波電流感興趣。直徑較小的探頭分辨率較高,但可能需要前置放大器來(lái)增強(qiáng)其信號(hào)。然而,H場(chǎng)和E場(chǎng)探頭都可用于定位屏蔽外殼中的漏洞或間隙。
從較大的H場(chǎng)探頭開(kāi)始,圍繞產(chǎn)品外殼、電路板和連接的電纜進(jìn)行嗅探。目標(biāo)是識(shí)別主要的電磁干擾源和主導(dǎo)的窄帶和寬帶頻率。記錄觀察到的位置和頻率特征。當(dāng)您鎖定干擾源時(shí),不妨換用中等尺寸(1厘米)的H場(chǎng)探頭(圖1),這將提供更高的分辨率(但稍微降低靈敏度)。您可能會(huì)發(fā)現(xiàn)大多數(shù)探測(cè)最終都是使用這個(gè)探頭。
圖1. 使用近場(chǎng)探頭有助于確定可能的輻射源
此外,請(qǐng)注意,當(dāng)H場(chǎng)探頭的平面與走線或電纜平行時(shí),探頭的靈敏度最高(會(huì)耦合最多的磁通量)。最好將探頭放置在與PCB板平面成90°的位置。請(qǐng)參見(jiàn)圖2。
圖2. H場(chǎng)探頭在與電路走線或電纜的相對(duì)定位時(shí)提供最佳靈敏度,因?yàn)樗鼈兺ㄟ^(guò)回路收集最大的磁通線
請(qǐng)記住,不是所有位于電路板上有高頻能量源都會(huì)產(chǎn)生輻射!輻射需要與“天線狀”結(jié)構(gòu)(例如I/O電纜、電源電纜或屏蔽外殼中的縫隙)某種形式的耦合。
在電路板級(jí)別應(yīng)用潛在修復(fù)措施時(shí),請(qǐng)務(wù)必用膠帶固定近場(chǎng)探頭,以減少探頭尖端的物理位置變化。請(qǐng)記住,我們主要關(guān)注在應(yīng)用修復(fù)措施時(shí)的相對(duì)變化。
步驟 2 - 電流探頭測(cè)量 - 接下來(lái),使用高頻電流探頭測(cè)量附加的共模電纜電流(包括電源電纜),例如Com-Power CLCE-400或同等產(chǎn)品(圖3)。記錄頂部幾個(gè)諧波的位置,并與近場(chǎng)探測(cè)確定的列表進(jìn)行比較。這些諧波最有可能會(huì)輻射并導(dǎo)致測(cè)試失敗,因?yàn)樗鼈兞鹘?jīng)類(lèi)似天線的結(jié)構(gòu)(電纜)。
請(qǐng)注意,只需要5到8μA的高頻電流就能 使FCC或CISPR B類(lèi)測(cè)試失敗。使用制造商提供的傳輸阻抗校準(zhǔn)曲線將幫助您根據(jù)探頭端口處的分析儀電壓計(jì)算出電流。
圖3. 使用電流探頭測(cè)量在I/O和電源電纜上流動(dòng)的高頻電流
將電流探頭來(lái)回移動(dòng)以最大化諧波是個(gè)好主意。這是因?yàn)殡娎|上的駐波會(huì)導(dǎo)致某些頻率在不同位置產(chǎn)生共振。
還可以根據(jù)線纜中流動(dòng)的電流來(lái)預(yù)測(cè)輻射的E場(chǎng)強(qiáng)度(V/m),前提是在相關(guān)頻率下長(zhǎng)度為電短路。這在高達(dá)200MHz 的頻率下對(duì)1m長(zhǎng)的電纜已被證明是準(zhǔn)確的。有關(guān)詳細(xì)信息,請(qǐng)參閱參考文獻(xiàn)1、2或5。
步驟 4 - 使用近距天線故障排除 - 一旦產(chǎn)品的諧波特性完全表征,就該看看哪些諧波實(shí)際上會(huì)輻射。為此,我們可以使用連接到距產(chǎn)品或待測(cè)系統(tǒng)至少1m 遠(yuǎn)的未校準(zhǔn)天線的4/5/6系混合示波器測(cè)量實(shí)際的輻射(圖4)。通常,這些輻射是來(lái)自連接的I/O或電源電纜以及屏蔽外殼的接縫或孔隙。將這些數(shù)據(jù)與近場(chǎng)和電流探頭的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。實(shí)際測(cè)量的輻射應(yīng)該能夠表明先前探測(cè)所確定的能量來(lái)源。
圖4. 典型的輻射發(fā)射故障排除測(cè)試設(shè)置。天線與被測(cè)設(shè)備之間的距離約為1米
嘗試逐個(gè)拔掉電纜來(lái)確定電纜輻射是否是主要問(wèn)題。您還可以嘗試在一個(gè)或多個(gè)電纜上安裝鐵氧體扼流圈進(jìn)行測(cè)試。使用近場(chǎng)探頭確定屏蔽外殼的接縫或開(kāi)口是否也存在泄漏。
一旦確定了發(fā)射源,您可以利用您對(duì)濾波、接地和屏蔽的知識(shí)來(lái)減輕問(wèn)題輻射。嘗試確定從產(chǎn)品內(nèi)部到任何外部電纜的耦合路徑。在某些情況下,電路板可能需要通過(guò)優(yōu)化層堆疊或消除高速信號(hào)跨越返回平面間隙等方式進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。通過(guò)使用一定距離的天線實(shí)時(shí)觀察結(jié)果,減輕階段應(yīng)該會(huì)迅速進(jìn)行。
輻射和傳導(dǎo)發(fā)射故障排除
使用頻譜視圖對(duì)諧波進(jìn)行基本顯示,以及對(duì)諧波進(jìn)行時(shí)間相關(guān)分析,是排除EMI輻射問(wèn)題最有用的兩種技術(shù)。對(duì)于輻射和傳導(dǎo)發(fā)射故障排除,請(qǐng)按照上方所述的三步流程進(jìn)行。
商業(yè)或消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品的輻射發(fā)射測(cè)試是根據(jù)國(guó)際標(biāo)CISPR 11或32進(jìn)行的,通常是最高風(fēng)險(xiǎn)的測(cè)試。
大多數(shù)產(chǎn)品的輻射頻率在30到1000兆赫之間。最好的第一步是對(duì)500MHz進(jìn)行初步掃描,因?yàn)檫@通常是數(shù)字諧波最嚴(yán)重的頻段。您還希望記錄至少高達(dá)1GHz(或更高)的發(fā)射,以便表征任何其他主要發(fā)射。一般來(lái)說(shuō),減輕較低頻率的諧波也將減少更高的諧波。
在4/5/6系混合信號(hào)示波器上設(shè)置頻譜視圖以進(jìn)行一般輻射發(fā)射故障排除
?將您的近場(chǎng)探頭連接到通道1,雙擊通道1圖標(biāo)以打開(kāi)菜單面板。將探頭阻抗設(shè)置為50歐姆。
?使用近場(chǎng)探頭,在待測(cè)電路板上找到一個(gè)樣本信號(hào),并調(diào)整垂直、水平和觸發(fā)電平以獲得穩(wěn)定的波形。
?在通道1圖標(biāo)打開(kāi)時(shí),點(diǎn)擊頻譜視圖選擇以打開(kāi)面板并顯示選項(xiàng)。打開(kāi)顯示,并將單位設(shè)置為dBuV。打開(kāi)Normal和Max Hold框。Max Hold表示最大頻譜幅度作為參考,有助于與當(dāng)前測(cè)量的頻譜進(jìn)行比較。單擊或點(diǎn)擊菜單外部以關(guān)閉。
?雙擊頻譜菜單(屏幕右下角)。對(duì)于一般故障排除,讓我們將頻譜視圖頻率設(shè)置為DC至500MHz。為此,將中心頻率設(shè)置為250MHz,帶寬設(shè)置為500MHz。只需雙擊每個(gè)選擇框以打開(kāi)數(shù)字鍵盤(pán)。對(duì)于大多數(shù)窄帶諧波,分辨率帶寬從10到20kHz開(kāi)始使用。
?您可以縮小或展開(kāi)垂直刻度以顯示可讀的頻譜。
?請(qǐng)注意,標(biāo)記閾值可以自定義,并且可以添加標(biāo)注,用箭頭、方框和用戶自定義文本來(lái)記錄具體設(shè)置。
在有足夠的電源線濾波的情況下,傳導(dǎo)發(fā)射通常不是問(wèn)題,但許多低成本電源供應(yīng)器缺乏良好的濾波。一些普通的“無(wú)名”電源供應(yīng)器根本沒(méi)有濾波功能!
對(duì)于商業(yè)或消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品的傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)試是根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)CISPR 11或32執(zhí)行的,將顯示傳導(dǎo)射頻噪聲電壓。4/5/6系列混合信號(hào)示波器連接到50歐姆端口,將顯示傳導(dǎo)射頻噪聲電壓。不同型號(hào)的LISN適用于交流或直流供電。
圖5. 典型的線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)(LISN)用于將線纜傳導(dǎo)的電磁干擾耦合到頻譜分析儀。照片由Tekbox Digital Solutions提供。
理想情況下,您可以根據(jù)CISPR 11或32標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置測(cè)試,如圖7所示。被測(cè)試設(shè)備(EUT)放置在一個(gè)高80厘米的木桌上,地面上有一個(gè)接地平面。LISN與接地平面連接,并與EUT以及帶頻譜視圖的4/5/6系列MSO。
本應(yīng)用說(shuō)明中對(duì)傳導(dǎo)發(fā)射故障排除的描述不太詳細(xì),因?yàn)槠溥^(guò)程與輻射發(fā)射測(cè)試基本相同。
圖6. 典型的傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)試設(shè)置
連接線阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)(LISN),例如Tekbox TBLC08,并將其放置在待測(cè)試的產(chǎn)品或系統(tǒng)與帶頻譜視圖的4/5/6系列MSO之間。在桌面故障排除時(shí),最好鋪一層鋁箔作為接地平面。使用銅箔帶將LISN固定在鋁箔上。將被測(cè)設(shè)備與接地平面隔離。注意側(cè)邊欄中連接的順序!
注意:通常在將LISN連接到示波器之前,先給被測(cè)設(shè)備上電非常重要。這是因?yàn)樵谏想姇r(shí)可能會(huì)產(chǎn)生大的瞬態(tài),可能會(huì)損壞示波器的敏感輸入前置放大器級(jí)。請(qǐng)注意,TekBox TBLC08 LISN具有內(nèi)置的瞬態(tài)保護(hù)。并非所有產(chǎn)品都有……
設(shè)置頻譜視圖以進(jìn)行一般傳導(dǎo)發(fā)射故障排除
使用類(lèi)似的步驟設(shè)置頻譜視圖以顯示0至30MHz的頻率。將中心頻率設(shè)為15MHz,捕獲帶寬設(shè)為30MHz,分辨率帶寬設(shè)為9或10kHz。上電被測(cè)設(shè)備,然后將LISN的50歐姆輸出端口連接到示波器。請(qǐng)注意,諧波頻率通常在較低(kHz)頻率處非常高,在接近30MHz時(shí)逐漸降低。確保這些更高的諧波頻率不會(huì)使示波器過(guò)載。根據(jù)需要調(diào)整垂直刻度或在Tekbox TBCL08 LISN(如圖6左下角所示)上選擇瞬態(tài)保護(hù)器,其中包括10dB衰減器。
頻譜視圖將捕獲峰值檢測(cè)到的諧波,所需的測(cè)試限制將以平均或準(zhǔn)峰值的形式給出,因此您將無(wú)法直接將測(cè)量數(shù)據(jù)與實(shí)際測(cè)試限制進(jìn)行比較。但是,您至少能夠確定潛在的問(wèn)題區(qū)域。諧波頻率的故障排除過(guò)程類(lèi)似于之前描述的輻射發(fā)射測(cè)試。
分析收集的數(shù)據(jù)
請(qǐng)記住,并非所有近場(chǎng)信號(hào)都會(huì)耦合到“天線狀”結(jié)構(gòu)并輻射。請(qǐng)注意,在許多情況下,兩個(gè)或更多源將產(chǎn)生部分(或全部)相同的諧波。例如,25MHz時(shí)鐘和100MHz時(shí)鐘都可以產(chǎn)生100、200、300MHz等的諧波。通常情況下,您需要修復(fù)多個(gè)源才能消除單個(gè)諧波。頻譜視圖包括一些強(qiáng)大的數(shù)據(jù)捕獲和文檔功能,將有助于加快從步驟1到3的數(shù)據(jù)收集過(guò)程。
在分析諧波并確定最可能的源之后,下一步是確定從諧波源到產(chǎn)品外的耦合路徑。通常情況下I/O或電源線才是實(shí)際的輻射結(jié)構(gòu)。有時(shí),它可能泄漏的接縫或孔隙(例如顯示器或鍵盤(pán))。
存在四種可能的耦合路徑:傳導(dǎo)、輻射、電容和電感。后兩者(電容和電感)被稱為“近場(chǎng)”耦合,信號(hào)源和受影響者之間距離的微小變化會(huì)在輻射能量中產(chǎn)生較大的影響。例如,將一根排線路徑安排得太靠近電源散熱器(電容耦合,或dV/dt)并導(dǎo)致輻射發(fā)射的情況,只需將排線移到離附近散熱器更遠(yuǎn)的地方,問(wèn)題就能得到解決。此外,還可以通過(guò)重新布線來(lái)降低源電纜和受影響電纜之間的電感耦合(di/dt)。這兩種內(nèi)部耦合機(jī)制(或類(lèi)似的PCB板設(shè)計(jì)問(wèn)題)都可能導(dǎo)致傳導(dǎo)發(fā)射(通過(guò)電源電纜)或輻射發(fā)射(I/O或電源電纜充當(dāng)天線或外殼接縫/孔隙)。在許多情況下,這僅僅是由于電纜屏蔽與屏蔽外殼的粘合不佳或I/O或電源端口缺乏共模濾波而導(dǎo)致輻射發(fā)射。
通常,在故障排除發(fā)射問(wèn)題時(shí),您可能已經(jīng)進(jìn)行了正式的合規(guī)性測(cè)試,并知道諧波超限的程度。因此,在故障排除時(shí),相對(duì)測(cè)量通常比絕對(duì)測(cè)量更重要。也就是說(shuō),如果我們知道某些諧波超出限制5到10dB,目標(biāo)就是將這些諧波至少減少到這個(gè)水平或更低,以確保安全余量。因此,不需要校準(zhǔn)天線,因?yàn)橹挥邢鄬?duì)變化才重要。天線也不一定需要調(diào)諧到諧波的頻率。重要的是,來(lái)自EUT的諧波含量應(yīng)該很容易看到。
考慮環(huán)境信號(hào)
在屏蔽室或半電波暗室之外進(jìn)行測(cè)試時(shí),您會(huì)立即遇到的問(wèn)題是來(lái)自FM和電視廣播發(fā)射機(jī)、蜂窩電話和雙向無(wú)線電等信號(hào)源的環(huán)境信號(hào)數(shù)量。當(dāng)使用電流探頭或外部天線時(shí),這個(gè)問(wèn)題尤為突出。如果只有少數(shù)幾次諧波需要關(guān)注,通常更容易縮小頻譜分析儀上的頻寬以“放大”特定的諧波頻率,從而消除大部分環(huán)境信號(hào)。一個(gè)常見(jiàn)的例子是區(qū)分100MHz時(shí)鐘諧波和99.9 MHz FM調(diào)頻廣播波段信道。如果諧波是部分隱藏在調(diào)制頻率中的窄帶連續(xù)波(CW),那么降低分辨率帶寬 (RBW)也有助于分離諧波。但要確保降低RBW不會(huì)同時(shí)降低諧波幅度。
通常情況下,最好能看到整個(gè)相關(guān)頻段內(nèi)環(huán)境信號(hào)的“全貌”。為了使用頻譜視圖考慮環(huán)境信號(hào),首先關(guān)閉被測(cè)試設(shè)備并設(shè)置所需的頻譜限制和頻寬。在本例中,我們將使用100MHz的中心頻率和200MHz的頻寬。一般故障診斷的分辨率帶寬(RBW)為10kHz,這是一個(gè)很好的起點(diǎn),可以清楚地分辨諧波。然后,通過(guò)使用文件>另存為>Ch1>SV_Normal>然后輸入文件名>保存(圖A)將頻譜圖保存為環(huán)境基準(zhǔn)。
圖A. 在待測(cè)設(shè)備關(guān)閉的情況下,使用“SV_Normal”保存環(huán)境頻譜
這將記錄各種廣播電臺(tái)、雙向無(wú)線電、數(shù)字電視和手機(jī)信號(hào)。使用調(diào)用>波形>選擇文件名>調(diào)用(圖B)來(lái)調(diào)出保存的波形。然后,打開(kāi)待測(cè)設(shè)備并保存一次掃描以記錄環(huán)境信號(hào)和待測(cè)設(shè)備信號(hào)。最終,您將獲得類(lèi)似于圖C的屏幕。
圖B. 調(diào)用已保存的環(huán)境圖
您會(huì)注意到在FM廣播波段(88-108MHz)、數(shù)字電視波段(470至608MHz)和手機(jī)波段(一般為1000MHz以下的600至850MHz)周?chē)性S多活動(dòng)。有關(guān)美國(guó)移動(dòng)電話頻段的更多詳細(xì)信息,請(qǐng)參考參考文獻(xiàn)6。
圖C–示例中顯示了環(huán)境測(cè)量(灰色)和待測(cè)設(shè)備掃描(黃色)。通過(guò)視覺(jué)對(duì)比不同之處,可以發(fā)現(xiàn)待測(cè)設(shè)備的諧波
這種技術(shù)并非絕對(duì)可靠,因?yàn)榭赡軙?huì)有未被環(huán)境捕獲的其他雙向無(wú)線電傳輸,但它仍會(huì)讓您對(duì)來(lái)自待測(cè)設(shè)備的信號(hào)有一個(gè)很好的了解。要確認(rèn)諧波頻率是否來(lái)自被測(cè)設(shè)備,您可能需要偶爾關(guān)閉設(shè)備電源。
時(shí)間相關(guān)故障排除
如果無(wú)法穩(wěn)定時(shí)間域波形,并且信號(hào)“混亂”,但以固定脈沖到達(dá)(對(duì)于數(shù)字總線或物聯(lián)網(wǎng)/無(wú)線電路非常常見(jiàn)),請(qǐng)嘗試測(cè)量脈沖之間的周期并設(shè)置Holdoff時(shí)間以穩(wěn)定觸發(fā)器。如果這樣做不起作用,您還可以停止采集以分析存儲(chǔ)的波形數(shù)據(jù)。
一旦獲得穩(wěn)定波形(或停止采集),就可以使用縮放旋鈕(右下角)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)放大時(shí)域波形。這將自動(dòng)在底部顯示放大的波形。請(qǐng)注意,時(shí)域波形上會(huì)出現(xiàn)頻譜時(shí)間(根據(jù)縮放比例和RBW的不同而顯示不同大小的彩色方框)。將其縮小并用手指或光標(biāo)抓取,就能看到頻域上的效果,具體取決于方框在時(shí)域采集中的位置。通過(guò)將其放置在時(shí)間域波形的某些部分上,您可能能夠觀察頻譜圖上的時(shí)間相關(guān)性。請(qǐng)參考圖8和9,了解示波器顯示屏上頻譜時(shí)間的示例。
作為示例,我們將測(cè)量作為安全入口訪問(wèn)的指紋掃描儀中DDR RAM總線噪聲(圖7)。這塊存儲(chǔ)芯片旁邊直接連接著一根柔性電纜,它與數(shù)據(jù)總線耦合并發(fā)出規(guī)律的的電磁脈沖。經(jīng)常情況下,數(shù)字活動(dòng)脈沖通常會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的諧波內(nèi)容。
圖7. 對(duì)DDR RAM內(nèi)存IC進(jìn)行近場(chǎng)探測(cè),該IC位于LCD顯示器的柔性電纜旁邊。由于密切耦合,電纜會(huì)起到輻射天線的作用
調(diào)整水平時(shí)間基準(zhǔn),使多個(gè)噪聲脈沖串顯示在時(shí)域屏幕上。調(diào)整觸發(fā)電平以獲得穩(wěn)定的顯示,或者簡(jiǎn)單地使用前面板停止采集按鈕來(lái)停止采集。然后,使用右下方的縮放旋鈕順時(shí)針旋轉(zhuǎn)來(lái)放大波形。
注意縮放窗口會(huì)隨著放大而逐漸變小。用光標(biāo)或手指抓住縮放窗口,沿著時(shí)域波形來(lái)回滑動(dòng),就能看到時(shí)域波形各部分的諧波效果。由此,您或許可以推斷出這些脈沖串的來(lái)源,并采取一些緩解措施。圖8和圖9展示了時(shí)域波形的不同部分如何影響諧波含量,以及頻譜視圖窗口如何更新以顯示與所選頻譜時(shí)間相關(guān)的頻譜含量。在脈沖的前沿,諧波增加了20dB。
圖8. 將縮放窗口定位在時(shí)間域波形的相對(duì)安靜部分
圖9. 當(dāng)頻譜時(shí)間移至?xí)r間域中的嘈雜數(shù)字脈沖時(shí),電磁干擾增加了20dB。通過(guò)頻譜時(shí)間,可以分析這種電磁干擾脈沖是否會(huì)耦合到電纜并輻射
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原文標(biāo)題:應(yīng)用說(shuō)明 | 使用4、5和6系列混合信號(hào)示波器逐步排除電磁干擾故障
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