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本文是關于EMI排查系列文章的第4部分。這一次，我們將探討用示波器捕獲EMI時用到的一些技術。 正如任何其他電子信號一樣，示波器根據信號特征進行觸發捕獲并做進一步分析十分有用——在捕獲電磁干擾方面情況大致相同。然而，考慮到EMI的特征，其捕獲技術有些不同于捕獲常規電子信號所使用的技術，會更具挑戰性。 下面是一些用于EMI排查的推薦設置。 充分利用示波器模數轉換器(ADC)的動態范圍。核查所捕獲時域信號的垂直檔位，通常需要在1~5mV/格的范圍。確保ADC得到充分利用同時避免信號削波，因為這些將納入FFT計算。不恰當的設置可能會導致數十分貝的頻譜測量差異。 測量前設置適當的分辨率帶寬(RBW)和頻跨。例如，100kHz到1MHz的RBW一般用于測量30MHz跨距的輻射發射；觀察電源相關信號(如開關電源(SMPS))的EMI通常不超過30MHz。測量前找到合適的RBW和頻跨將大大節省您的EMI排查時間。但是，請注意，較高的RBW設置需要較多的采樣點和較長的記錄長度。 圖1：采用4項檢測方式觀察EMI ---包絡(紅色跡線)、平均值(黑色跡線)，有效值RMS(白色跡線)和帶灰度等級的樣本采集。 在一或兩條采集和觸發路徑上使用低通濾波器是必要的。抑制不相關高頻噪聲時濾波器特別管用。觸發路徑上的低通濾波器僅抑制高頻噪聲，并將處理后的波形用于觸發判定，而同時保留的未被濾除的信號被捕獲并測量。當需要觸發信號疊加有干擾，難以觸發時，這樣做特別有用。 適時更換采集檢波器。選用包絡、平均值還是RMS值檢波器？這就取決于您試圖捕獲的輻射類型。峰值檢測，它相當于射頻儀器的最大保持，能夠在掃描被測設備(DUT)的同時讓您獲得一個快速的瀏覽。 表：針對不同的測量類型推薦不同的窗函數。 圖2：不同窗函數及它們的主瓣和旁瓣衰減曲線。 為頻譜選擇最佳窗函數。不同的窗函數有不同的頻率分辨率、幅度分辨率、主瓣電平和旁瓣衰減，因此不是所有窗函數都推薦用于EMI測量。首先，避免使用矩形窗函數，因為由于它容易導致頻譜泄露，只在非常罕見情況這種窗函數的使用才或許有意義。其他都還行，但Gaussian最適合EMI排查，因為真實的EMI濾波器也具有Gaussian形狀。 【系列文章】 示波器可用于電磁干擾(EMI)排查？真的嗎？(第1部分) 示波器可用于電磁干擾(EMI)排查？仍然不夠確定？(第2部分) 使用探頭定位近場EMI故障點(第3部分) 示波器可用于EMI排查嗎？使用多個FFT(第5部分) EMI排查：預一致性的重要性(第6部分) 采用觸發和模板違規進行捕獲。 正確設置示波器后，現在讓我們來看一看捕獲干擾進行分析的一些方法。使用頻譜分析儀或EMI測試接收機，您通常啟用最大保持來觀察干擾。然而，這些儀器無法一陣見血地進行干擾定位，因為它們不捕獲違規信號。 下例中給出一些使用RTO示波器捕獲這些間歇EMI的有用技術。 1、當您想把在時域捕獲的事件與FFT結果聯系起來時，對時域信號觸發。如果時域波形具備明顯特征能夠直接用時域方法進行觸發，這將是十分便利的。隨著今天的示波器ADC有效位數(ENOB)達到7位以上，并提供改善的觸發靈敏度，使用時域事件是實現與FFT中事件相關聯的最簡單方法。 圖3：時域觸發給您一個與上面看到的一致的寬帶干擾捕獲。 2、對協議和數字通道觸發。通常情況，電磁干擾是由像SPI、I2C、CAN或LIN這樣的通信信號引入的。工作在TTL電平上的重復串行數據模式很容易導致EMI在整個印刷電路板(PCB)上傳播。然而，這樣的控制信號可以通過接通或斷開特定的功能或組件使被測設備工作在不同狀態，而這些功能或組件往往又能夠誘發EMI問題。使用示波器，您可以對特定總線信號的狀態和邏輯進行觸發，以觀察可重復的輻射。 圖4：采用設置為4的DLC，在標識符0630ABCDH上的進行的CAN協議觸發。您能夠輕松觀察到由此通信總線引入的EMI。您可以用選通FFT確定此干擾是否由該通信信號引起，以作進一步分析。 3、對時域/頻域信號設置模板違規捕獲。為進一步分析而需要捕獲特定干擾信號時，可用模板違規捕獲技術實現。每當信號的任意一部分進入到用戶定義的模板區域，示波器能夠設置停止采集或用蜂鳴聲警告用戶，以便工程師能夠據此進行相應分析。 圖5：模板違規捕獲。注意，您在時域和頻域都可以使用模板違規。 與射頻儀器相比的關鍵不同是示波器將干擾信號的時域波形均存在存儲器中，并且之后可用于FFT的后期處理分析。已捕獲的保存在存儲器中的信號，也可采用目前已在大多數示波器中普遍使用的歷史模式，讓用戶可以回顧并將信號與過去采集的波形進行比較。 捕獲干擾不僅限于討論的例子。總有不止一種解決問題的方法，多在適當設置上用心并充分利用示波器的各種功能，您在干擾捕獲方面會有一個良好開端。 一旦您知道如何隔離干擾事件，下一步是分析它的特征和發現產生它的根源。 【系列文章】 示波器可用于電磁干擾(EMI)排查？真的嗎？(第1部分) 示波器可用于電磁干擾(EMI)排查？仍然不夠確定？(第2部分) 使用探頭定位近場EMI故障點(第3部分) 示波器可用于EMI排查嗎？使用多個FFT(第5部分) EMI排查：預一致性的重要性(第6部分) |
