EMI测试那点事——利用MDO 诊断无线POS 机EMI 问题

该无线POS机已经在该公司初步研发成型，由于该产品要利用中国移动900M GSM网络传输刷卡信息，除了EMC认证标准外，还要对移动通信性能指标进行测试。经过几次测试，发现该产品GSM900M接收灵敏度仅为-70dBm，远未达到-90dBm的指标。该公司有频谱仪，用该仪器已经发现这款无线POS机在900MHz频带内存在非常严重的EMI问题。为此，该公司设计人员对电路板无线部分设计几经改动，但对EMI的降低效果并不明显。

实测过程：

在MDO上连接好近场探头后，用MDO频谱仪功能测试该无线POS机电路板的射频辐射，中心频率设定为1GHz，跨度为2GHz，测试结果显示，该电路板EMI问题延续至1.8GHz， 在100MHz时EMI幅度达-60dBm，900MHz~1GHz达-70dBm， 这基本上验证了该公司用频谱仪测试的结果。由于EMI在900MHz的辐射强度大-70dBm， 当中国移动GSM900MHz下行信号比-70dBm低时，将被EMI干扰所淹没，该POS机将无法接收，因此其接收灵敏度只能达到-70dBm。

上述EMI频谱为典型的方波频谱，但典型的方波频谱中仅包含奇次谐波，而此EMI频谱中包含偶次充分。另外，方波频谱5次以上的谐波幅度应该很低，但此EMI频谱包含极高次谐波分量。为进一步探寻此EMI的根源，我们将MDO通道1探头连接到该无线POS机电路板时钟端子，得到时钟与频谱跨域显示。

通道1显示的时钟纹波较大，这可说明该EMI频谱中为什么包含偶次谐波成分，但并不能找到EMI频谱扩展到900MHz的根源。为此，我们将MDO时基调小，得到通道1时钟信号展开后的波形与EMI频谱的对应图，我们发现该时钟信号的抖动非常严重，这就是造成该EMI频谱扩展到900MHz的原因。

与该公司设计人员讨论后，得知该电路板时钟信号是由晶振经一个分频电路整形后产生的，以前他们也曾怀疑时钟问题，但用示波器测试晶振输出，波形相当理想，便未怀疑时钟问题。为此，设计人员断开分频整形部分，将晶振输出的时钟信号直接飞线为电路板的时钟，再测试该电路板EMI频谱如下：

由此频谱图可见， 该时钟的高次谐波没有超过200MHz，900MHz时的已经没有EMI问题，可确认该无线POS机EMI问题由电路板上的时钟分频与整形电路引起。由于该无线POS机的工作时钟必须是分频后的时钟，找到EMI根源后，设计人员需重新设计分频及整形电路。

案例总结：

本案例除了应用了MDO的频谱分析功能外，还应用了MDO示波器与频谱跨域显示功能，利用此功能，轻松地找到了EMI的问题所在。