系统电源噪声的频谱分析及其辐射发射趋势预测
信号的FFT变换主要用于得到信号的频谱图，以便分析信号的频域特征，在频域里分析信号有利于观察到更多更精确的信号本质特征，如信号的谐波、信号的相位变化等。
下图1所示为时域和频域之间的关系图：
图a)为时间、频率与幅值之间的三维关系。
当单板的辐射发射能量超过一定的范围时，通常不能满足国际规定的一些辐射发射标准规定，如CALSS A和CLASS B等。辐射源主要来自于单板上的高速信号的高次谐波分量尤其是高速时钟信号。通常在调试单板的辐射发射能力时需要使用很多频域的仪器，如EMSCAN、频谱分析仪等，如需要更加精确的得到单板辐射发射能力的定量指标，则需要在微波暗室中进行试验测量。有时候在单板生产之前为了粗略的估计单板的辐射发射强度，也会使用一些频域仿真软件如Ansoft HFSS,Siwave等分析软件来对整个系统或者系统的某一部分进行建模，从而模拟系统的辐射发射情况，在使用仿真软件时，准确的辐射发射源通常很难得到。
事实上，在单板上各种频率能量对外部空间辐射能量的同时，单板上的电源平面或者地平面也同样会以某种方式受到这些信号的影响，那么电源噪声的频谱中也应该包含或者体现出各种高频信号的频谱以及其强度的大小。那么在单板的调试阶段，我们是否可以通过分析电源噪声的频谱来粗略的定性的分析各种频点可能的辐射发射能量的大小呢？如果这种方法具有一定的可行性的话，那么将大大方便我们的调试——我们可以借助当今高端数字示波器的长存储+极快的信号处理速度+强大的FFT分析功能来进行调试。
下图为某一个电源噪声的频谱，在时域里只能看到随机振荡的噪声信号，看不到任何关于时钟信号的信息，但是对其时域波形进行FFT变换分析，我们可以很清楚的看到某一时钟信号（下图2中体现出来的时钟信号为31MHZ左右）及其谐波分量，而且可以看到其频谱能量的大致强度（定性值），通常情况下这些谐波能量越强，其对外辐射的能量越强的可能性也越大，如果在单板的改版前后进行一些对比积累分析再加上长期的数据积累分析，也许可以得到更加合理的趋势预测，这里只是一个猜想，提出一个思路。如果能得到一些比较合理的趋势的话，应该能为我们预测单板的辐射发射情况提供很大的方便。同时这些数据或许还可以用于电磁场仿真软件中作为辐射发射源，进一步仿真预测单板和系统的近场和远场的辐射发射强度，最终达到在单板制板前就能够进行预测，这样就可以为节省成本、缩短研发周期。
图2 电源噪声频谱中观察到的31MHZ的时钟信号频谱及其谐波分量
图3 电源噪声频谱中观察到的22MHZ时钟信号频谱及其谐波分量
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