系统电源噪声的频谱分析及其辐射发射趋势预测
若要得到更低频率的频谱以及以更高的分辨率进行观察,则需要示波器有能力分析很长的数据以及以更高的采样率进行采样,另外当示波器在长存储高采样状态下进行FFT分析,示波器的速度将会受到很大的影响。当前Lecroy新出的WP 7 ZI以及WM 8 ZI系列示波器凭借顶级的CPU(四核)硬件系统以及64位Vista操作系统,再加上Lecroy独有的XstreamII信号处理技术,使得其在长存储数据处理方面速度优势非常明显,对100MS甚至更长的数据进行FFT运算只需要数秒的时间。
二、力科示波器在FFT分析方面的特
1、最长的可分析存储深
为了观察到较低频段的信号频谱以及得到较高的频谱分辨率,需要采集足够多的数据进行FFT分析。那么是不是采集存储深度越深,用于FFT分析的数据就越多呢?其实情况并非如此,很多示波器可用于FFT运算的点数是有一定的限制的,也就是说虽然能够采集到很多数据,但是只有一部分可以真正的用于FFT运算,通常把能够真正用于运算的最大数据存储深度叫做可分析存储深度。当然,对于需要用第三方软件来处理数据而只需要借助示波器来捕获的话,更大的采集内存能够提供更多的采集数据,也就是说采集内存深度在此时才更有意义。力科示波器的最大采集存储深度即为最大可分析存储深度,最长可达到512MS的可分析存储深度。
2、可以提供更高的采样率
Lecroy新出的WP 7 ZI系列示波器可以提供在同类别示波器中最高的采样率,可达40GS/S;WM 8 ZI系列示波器则可以提供高达80GS/S的采样率。
3、极快的处理速度
对于100MS甚至更深的数据量进行FFT运算通常只需要数秒的时间;对于100MS的数据进行眼图测试,通常也只需20秒左右的时间。
4、非常便捷的高级频谱分析仪选件
Lecroy的最新款示波器WP760 ZI新增了一个频谱分析仪选件,该选件的操作界面非常类似于RS等频谱仪,可以很便捷的设定center frequency、span范围等,且可以实时显示峰值点的频率值及对应幅度值大小,操作起来非常方便简洁,界面如下图4所示:
图4 Lecroy WP760ZI新增的频谱分析仪选件
三、某系统的辐射发射测试及其对应的电源噪声频谱测试
下图5为某一系统的辐射发射结果图,我们看到在低频段(30MHZ-70MHZ范围以内)能量有点超标:
图5 某系统的辐射发射图
测得相应电源平面上的电源噪声频谱为:
图6 某系统的电源噪声频谱图
从电源的FFT频谱分析图上可以比较明显的看到,确实在低频段30MHZ左右出现明显的峰值,和实际的辐射发射测试结果确有一定的对应关系。
四、总结
本文尝试从单板或者系统的电源噪声的频谱分析来推测单板或者系统的辐射发射趋势,仅仅提供一些尝试,更有说服力的结论还需要进一步的试验和积累分析。同时,借助此尝试介绍了Lecroy在长存储数据分析方面的一些特点,仅供参考。
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