示波器用于電磁干擾排查！這個(gè)可以有！

高性能示波器能夠提供強(qiáng)大FFT分析，并且具有接觸的噪聲性能，這種示波器的出現(xiàn)也是適應(yīng)發(fā)展的需要，是大勢所趨?，F(xiàn)如今，排查EMI問題也出現(xiàn)了示波器的身影。根據(jù)一致性測試，結(jié)果表明示波器有助于在研發(fā)階段排查EMI問題。
根據(jù)一致性測試結(jié)果，示波器被證明是快速理解有害輻射和識(shí)別其來源的有價(jià)值工具。在同一臺(tái)儀器內(nèi)既可以觀察時(shí)域波形又可以分析頻譜為快速分析有害輻射創(chuàng)造了條件。由于示波器是設(shè)計(jì)工程師在工作臺(tái)上最常用的儀器，示波器有助于在研發(fā)階段排查EMI問題，并允許在去電磁兼容(EMC)實(shí)驗(yàn)室前先做測試，從而顯著提高一致性測試成功的可能性。 這是一系列討論示波器EMI測試用例文章中的第一篇，在這里高性能示波器展現(xiàn)出其強(qiáng)大FFT功能，突破了傳統(tǒng)示波器產(chǎn)品的局限性。

新的數(shù)字示波器，如在這個(gè)用例分析中所使用的羅德與施瓦茨公司的RTO，將EMI排查能力直接帶到設(shè)計(jì)工程師的工作臺(tái)。這款示波器提供堪比頻譜分析儀模擬前端的靈敏度，并且允許同時(shí)訪問時(shí)域和頻域。 數(shù)字示波器不能取代EMI接收機(jī)，因?yàn)閿?shù)字示波器缺少頻率預(yù)選器、前置放大器、EMI加權(quán)檢波器、EMI測試要求的帶寬定義和動(dòng)態(tài)范圍。然而，當(dāng)您需要識(shí)別有害EMI輻射和分析輻射根源時(shí)，該數(shù)字示波器被證明是高效的。

圖1：這個(gè)例子顯示使用近場探頭捕獲的頻譜輻射。采用100kHz分辨率帶寬，在605MHz中心頻率，RTO示波器進(jìn)行測量時(shí)的本底噪聲大約-105dBm。這表明該設(shè)備具備微弱信號(hào)的分析能力。

EMI排查的關(guān)鍵要素是示波器的頻譜分析功能。傳統(tǒng)示波器FFT實(shí)現(xiàn)相當(dāng)不靈活，因?yàn)轭l譜參數(shù)通常由時(shí)域設(shè)置控制；這使得在頻域設(shè)置分析很困難，因此難以在EMI排查中加以應(yīng)用。此外，缺乏將頻譜分析功能與時(shí)域結(jié)合的智能手段，示波器用于EMI排查的關(guān)鍵優(yōu)勢(在時(shí)頻域中分析有害輻射從而更快識(shí)別出問題根源的可能性)喪失。 對此RTO可以提供更直觀的方法。

范例是頻譜分析儀應(yīng)用模式，該模式使用戶能夠直接控制頻譜儀典型參數(shù)，諸如起始和截止頻率、分辨率帶寬或檢波器類型。通過如超長的存儲(chǔ)深度、強(qiáng)大的信號(hào)處理和重疊FFT等先進(jìn)算法等功能，示波器能夠智能地控制時(shí)域設(shè)置。這使得當(dāng)既要分析被捕獲信號(hào)的時(shí)域波形又要分析頻譜時(shí)，可相對獨(dú)立地設(shè)置部分時(shí)域和頻譜參數(shù)，極其靈活。 這一理念在EMI排查領(lǐng)域的主要優(yōu)點(diǎn)是示波器用一次采集捕獲整個(gè)帶寬信號(hào)。這為高效分析整個(gè)感興趣頻譜創(chuàng)造了條件。此外，可靈活配置的示波器FFT選項(xiàng)使得同時(shí)查看時(shí)域波形不同部分對應(yīng)的頻譜成為可能。重疊FFT和灰度等級能夠可視化頻譜的瞬時(shí)特征，洞察信號(hào)本質(zhì)。

重疊FFT 重疊FFT算法的主要優(yōu)點(diǎn)是對雜散信號(hào)有高靈敏度。在進(jìn)行FFT分析處理前，捕獲到的信號(hào)會(huì)被分割成許多重疊部分，在這基礎(chǔ)上，對于時(shí)間信號(hào)的每個(gè)重疊部分，進(jìn)行新的頻譜計(jì)算。這確保讓攜帶少量能量的突發(fā)信號(hào)能夠被分析并在相應(yīng)譜線上顯示出來；接著，灰度等級通過顏色的深淺或不同的色溫將信號(hào)的瞬時(shí)特性和概率特性顯露出來。 常規(guī)頻譜特性，如時(shí)鐘信號(hào)線產(chǎn)生的輻射，在頻譜中用一種顏色顯示，該顏色不同于開關(guān)電源毛刺信號(hào)所對應(yīng)的間歇性輻射的顯示顏色。通過這種方式，能夠輕松地將穩(wěn)定的干擾信號(hào)和偶發(fā)的間歇性干擾區(qū)分開來，而且實(shí)現(xiàn)此，不需要改變FFT的任何參數(shù)。

圖2：重疊FFT處理在進(jìn)行FFT分析前將記錄的信號(hào)在時(shí)域分割成幾部分。這確保分析結(jié)果對雜散事件具有高靈敏度，以及能夠?qū)Ω鱾€(gè)頻譜部分按照它們的發(fā)生頻率進(jìn)行灰度分級。

圖3：用近場探頭靠近開關(guān)電源所捕獲到的輻射(上部：時(shí)間信號(hào)，下部：頻譜)。藍(lán)色譜線對應(yīng)時(shí)間信號(hào)中的尖峰脈沖，而黃色譜線則是來自時(shí)鐘信號(hào)的常規(guī)頻譜部分。

結(jié)合選通的FFT分析(它能夠?qū)㈩l譜分析限制在用戶定義的時(shí)間窗內(nèi))您現(xiàn)在能夠輕松找出時(shí)域信號(hào)的哪個(gè)部分引起頻譜顯示的哪些特征。這就為分析有害輻射與被捕獲時(shí)間信號(hào)各部分間的相關(guān)性創(chuàng)造了條件，從而使您更接近EMI問題的根源。 眾多特性，如采用模板測試和違規(guī)停止條件等捕獲間歇輻射，或者在采集已經(jīng)停止后改變頻域設(shè)置的可能性，為排查EMI問題提供了額外的工具。