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实时频谱分析在EMI诊断中的应用

作者:时间:2010-03-02来源:网络收藏
测量速度和
QP和均值的测量速度一直是测量接收机和仪所面临的一项挑战。QP检波器和仪表响应时间长,因此在很宽的频率中一次扫描一个频率并不现实。为解决这个问题,测量使用峰值检波器完成,可以迅速确定被测设备中最高的峰值。然后在所有问题区域使用单频率测量,重复执行测量。最近,市场上出现了能够处理大的信号跨度的接收机和仪,其QP检波和平均功能的速度要比单频率测量技术高出几个量级。这种计算频宽中所有频率点的方法产生了明显的速度优势,与扫描技术相比,还有另一个优势:可以以高得多的侦听概率查看频段中的瞬态信号。这一点在当前的设计环境中尤为重要,因为信号随时间变化和移动,单频率测量不能表示这些动态变化的信号。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/157606.htm

查找当前的问题
尽管上面介绍的基于标准的测量方法对法定的一致性测试必不可少,但它们通常不能解决、甚至不能检测到当前系统中设计所面临的问题。


幸运的是,测量技术的发展已经可以满足这些需求。上面介绍了如何使用频谱分析仪发现瞬态信号和EMI隐患。在下面的实例中,单个的瞬态信号会产生一串瞬态信号,这些信号每次只持续很短的时间。在本例中,该设备是一种嵌入式系统,在把数据缓存到硬盘时导致了瞬态EMI。在使用扫频分析仪的峰值检波器简单检查后(黄色轨迹,如图6所示),似乎只有一个连续信号;把仪器保持Max-hold几分钟,同时循环DUT工作模式,会指明问题(蓝色轨迹)。但在峰值检波模式下进行快速扫描会得到黄色轨迹,没有检测到问题。

图6 扫频分析仪峰值扫描(黄色轨迹)中漏掉的瞬态EMI,在DUT循环通过磁盘高速缓存操作、保持Max-hold模式一分钟后被发现


图7使用数字荧光处理(DPX)技术考察DUT的EMI特性,立即发现问题。泰克公司实时频谱分析仪独有的DPX频谱显示技术每秒可以处理超过48000个频谱,保证能瞬时捕获和显示持续时间超过几十微秒的信号。在图6中,发生频次较高的信号用红色表示,发生频次较低的信号用蓝色和绿色表示。这样,可以立即看到哪些信号是连续的,哪些信号是瞬态的。瞬态信号偶尔出现,但其电平要比连续信号高出15dB。

图7 使用DPX在5s后发现的偶发瞬态信号。红色区域是频繁发生的信号,蓝色部分和绿色部分是瞬态信号


在使用DPX发现潜在问题后,还要触发和捕获信号,以便进一步进行分析。通过根据连续信号曲线定义频率模板触发,然后在频谱中捕获偶发的瞬态信号,可以轻松触发和捕获信号。持续时间超过10.3μs、高出频率模板门限的任何信号都会导致触发,并把触发前和触发后的信号存储到存储器中。图8左侧的三维频谱图显示了瞬态信号触发的4个采集结果。

图8 使用频率模板触发技术捕获以1s重复率发生的瞬态信号


现在可以全面分析信号了。图8中的标记显示了瞬态信号的重复率是1.0s,但瞬态信号的长度并不是一直相同的,而是在5次采集过程中在752μs到200μs之间变化。这种重复频率和变化的脉宽提供了重要线索,以确定电路中瞬态信号的来源,在本例中是磁盘高速缓存操作,这种操作只在被测设备的特殊工作条件下才发生。

总结
进行基于标准的EMI测量要求使用标准机构规定的专用滤波器和检波器。接收机、传统频谱分析仪和实时频谱分析仪提供了这些专用滤波器和检波器。实时频谱分析仪和某些接收机使用的DSP技术的测量速度要比扫频方法快几个量级,因为其可以同时分析整个实时带宽(高达110MHz)。


与扫频技术相比,实时分析技术大大缩短了保证100%瞬态信号侦听概率所需的最低信号时长。通过使用拥有DPX频谱处理技术的实时频谱分析仪,可以简便地调试产生各种瞬态信号的系统,保证在分析过程中不会漏掉瞬态信号。这缩短了获得信息的时间,提高了确定被测设备质量的信心。


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