過去，示波器很難用于EMI調(diào)試，因為它沒有捕獲EMI輻射信號所需要的靈敏度，F(xiàn)FT頻譜分析功能也不夠強大，而且使用起來很復(fù)雜。
圖1：R RTO數(shù)字示波器——低噪聲前端和高級FFT分析能力使它成為強大的EMI調(diào)試工具
R&S公司的RTO數(shù)字示波器的出現(xiàn)，使情況完全改觀。它在4GHz范圍內(nèi)都具有1mV/div靈敏度，有非常低的固有噪聲，這使它成為使用近場探頭捕獲和分析EMI輻射的理想工具?；贓MC一致性測試結(jié)果，該示波器成為極為理想的實驗室工具，可以快速了解有害輻射并查清這些輻射來源。
本篇文章用幾個具體例子說明哪些示波器功能是成功進(jìn)行EMI調(diào)試的關(guān)鍵。
基于頻譜分析儀操作理念的FFT分析
快速傅立葉變換(Fast Fourier transformation， FFT)是使用示波器進(jìn)行EMI調(diào)試的關(guān)鍵。在示波器中，傳統(tǒng)FFT實現(xiàn)的操作靈活性微乎其微，因為顯示的頻帶范圍和帶寬分辨率由時域設(shè)置控制。這使得其難以在頻域?qū)Ш?，而且頻譜分析頗為費時。
憑借其豐富的頻譜分析經(jīng)驗，羅德與施瓦茨公司決定在R RTO示波器中引入一種直觀方法。R RTO的FFT操作理念基于頻譜分析儀原理，它使用戶能夠直接控制典型分析儀參數(shù)，如起始和截止頻率、帶寬分辨率以及檢波器類型。R RTO智能性地使用它強大的信號處理能力和深度采集存儲器，自動處理必要的時域設(shè)置。用戶可在一定限度內(nèi)獨立設(shè)置時間參數(shù)和頻率參數(shù)，在時域和頻域輕松分析EMI輻射，因此，用戶能夠更快速找到有害輻射來源。
圖2：與頻譜分析儀類似——R RTO數(shù)字示波器的FFT用戶界面
不同顏色區(qū)分的頻譜顯示效果使突發(fā)輻射易于辨識
重疊FFT(Overlap FFT)是R RTO的特有功能，它提供高靈敏度的EMI輻射捕獲。FFT也使得有可能看到一段時間上的頻譜輻射。該示波器在FFT處理前將捕獲的信號分割成許多段，然后計算每段時域信號的單獨頻譜，使得單獨頻譜中即使是突發(fā)的低能量信號也可以看見。這些頻譜接著按出現(xiàn)的概率用不同顏色區(qū)分，并組合成完整的頻譜。恒定輻射(如時鐘信號的輻射)用不同于罕見事件(如來自開關(guān)電源的尖峰脈沖)的顏色顯示。整個的不同顏色區(qū)分的頻譜圖全面描述了所發(fā)生EMI輻射的類型和出現(xiàn)概率。
圖3：重疊FFT算法在FFT運算前將記錄的信號分割成若干段。這可確保高度靈敏地捕獲到突發(fā)的EMI輻射。按照出現(xiàn)概率將單個不同的頻譜用不同顏色區(qū)分用于時間相關(guān)突發(fā)輻射的選通(Gated)FFT
選通(Gated)FFT功能可以將FFT分析限定在所捕獲時域信號的用戶定義的特定區(qū)域內(nèi)。用戶可以在整個采集時間上移動這個時間窗口(選通)，以確定時域信號的哪些段與頻譜中的哪些事件有關(guān)，例如，用戶可以確定開關(guān)電源發(fā)出的有害輻射是由開關(guān)晶體管的上沖引起的。使用選通FFT，用戶還能確鑿證明哪些信號序列包含了快速數(shù)據(jù)總線布線不佳引起的EMI輻射。識別出問題后，該示波器能夠輕松和快捷地檢驗各種解決方案(如隔直電容器、額外屏蔽或重新路由總線信號)的效果。
圖4：選通FFT顯示所捕獲信號在限定時間段的頻譜。經(jīng)過FFT處理的兩個時間段用灰色高亮度顯示。最后得到的頻譜在左下和右下顯示。選通FFT可使間歇EMI輻射與時域信號產(chǎn)生關(guān)聯(lián)。紅色框表示發(fā)生EMI干擾的頻譜部分，綠色框表示頻譜保持不變(因此用兩段頻譜顯示)部分。
利用頻率模板功能和歷史功能分析突發(fā)輻射
突發(fā)輻射是最具挑戰(zhàn)性EMC問題之一。捕獲這類EMI輻射極為困難，傳統(tǒng)測試和測量設(shè)備對捕獲到的信號的分析僅能提供有限選擇。R RTO示波器的模板工具提供了便捷有效的EMI調(diào)試解決方案。模板工具使用戶能夠輕松和靈活地定義頻率模板，用戶采用“違規(guī)即停(stop-on-violation)”功能能夠精確確定哪些信號違反了這些模板。用戶可以調(diào)整FFT參數(shù)(如選通和分辨率帶寬)，即使是已經(jīng)被捕獲的信號也可以調(diào)整。這使模板工具非常強大，使用戶能夠檢查即使是非常難以捕獲的EMI輻射的細(xì)節(jié)。
圖5：R RTO模板工具能夠捕獲突發(fā)輻射并檢查突發(fā)輻射細(xì)節(jié)
歷史功能也能幫助用戶分析EMI輻射。R RTO使用它的采集存儲器的全部容量自動保存最近采集的信號，使用戶能夠比較和分析過去和現(xiàn)在的采集數(shù)據(jù)。
RTO示波器——高效調(diào)試EMI問題的工具
數(shù)字示波器是需要分析電子電路的開發(fā)者的重要桌面工具。強大的FFT信號處理能力和高輸入靈敏度使示波器成為重要的EMI調(diào)試資源。R HZ-15近場探頭組和示波器一起組成了完美的EMI調(diào)試解決方案。
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