使用MXO示波器的快速傅里叶变换进行电磁干扰调试

你的任务

EMI/EMC规定有助于确保电气和电子设备用户的可靠运行和安全，设计师需要投入大量时间来确保他们的产品符合这些法规限制。

在设计和原型制作阶段，通常的做法是在对产品进行合规性测试之前，进行调试测量，以识别和解决潜在的EMI/EMC挑战。这种主动的方法可以显著降低不合规的风险。目标是通过使用一系列测试工具和故障排除技术，高效地定位可能影响合规结果的发射源。为了获得一个全面且能简化调试过程的解决方案，可以考虑使用具有时间相关射频测量功能的示波器，例如MXO示波器。

海洋仪器的解决方案

MXO示波器提供了模拟信号特征、数字时序、总线数据和频谱的同步显示。这得益于新的ASIC，它们在硬件中处理RF测量，并克服了传统FFT计算速度慢的局限性。用户界面通过熟悉的频谱分析控件（中心频率、跨度和RBW）进一步增强了这一功能。

在时域和频域中对显示器进行独立优化

高频谱显示更新率

信号可以在波形和频谱视图中同时显示，无需分割信号路径

通过射频和时间触发功能，轻松且准确地关联时间和频率事件

峰值列表和双对数坐标，便于进行EMI比较

卓越的射频性能：高动态范围和灵敏度

在EMI调试方面，MXO示波器拥有高动态范围和全测量带宽下500μV/div的输入灵敏度，即使微弱的发射也能被检测到。12位ADC和18位HD模式提升了垂直精度。硬件加速的FFT得益于高采集率以及根据频率显示光谱的颜色编码等功能，使得频域分析快速且响应迅速。

EMI调试的附加功能

超快FFT分析：

>45000FFT/s刷新率帮助捕捉瞬间信号

f对数显示和dBμV刻度：

与EMC测试实验室结果轻松对比，并根据CISPR标准检查限制线

自动峰值列表测量，快速获取结果：自动测量FFT中标记的频率峰值，并将其列在表格中

最大/最小值保持和平均值追踪：

统计轨迹记录了谱能量的最大值、最小值和平均值

门控快速傅里叶变换（Gated FFT）：频率与时间之间的相关性

示波器的门控FFT功能允许在采集的时域信号中用户定义的区域进行FFT分析。通过在信号中移动这个时间窗口，可以确定时域信号的哪些部分与频谱中的哪些事件相关。例如，将开关模式电源产生的不希望的发射与开关晶体管的过冲相关联。

电场和磁场近场探头套件

对于传导发射，线路阻抗稳定网络（LISN）通常包括用于测量的噪声输出。然而，这包括了被测设备（DUT）中的所有传导噪声。为了定位DUT内的发射源，近场探头对于检测更近范围内的磁场和电场非常有用。

R&S®HZ-15近场探头提供从30MHz到3GHz的频率范围。R&S®HZ-16放大器将较低频率扩展到9kHz。近场探头套装包括各种电屏蔽探头尖端，这些尖端具有特殊形状，专为不同的测量而设计。

为什么快速傅里叶变换（FFT）很重要？

虽然所有现代示波器都支持FFT作为提供波形频谱信息的一种手段，但所需的计算通常会降低采集速率。大多数示波器的速度可能低至1FFT/s至100 FFT/s。这种缓慢的性能意味着仪器将有更长的盲区时间，在采集之间会错过重要的频谱事件。当使用近场探头定位频谱发射时，这可能会令人沮丧，因为用户需要将探头伸出几秒钟以检测可能的噪声。

MXO示波器配备了强大的ASIC，允许硬件实现FFT处理。这使得超快计算成为可能，提供超过50000FFT/s的计算速度。盲区时间被最小化，响应能力简化了使用近场探头嗅探发射的过程。用户可以使用探头扫描DUT，以确定噪声可能成为问题的地点和时间。

从哪里开始呢？

要确定EMI问题的来源，需要确定能量的来源，并弄清楚这种能量是如何辐射的。EMI问题的常见来源包括：

LCD排放

接地阻抗

组件寄生

电缆屏蔽效果差

电源滤波器

开关电源（DC/DC转换器）

内部耦合问题

信号返回不足

金属化外壳中的静电放电（ESD）

首先使用H近场探头来定位能量源。将探头对准以确定通过线圈平面的磁通量的方向。如果你在导体周围移动H近场探头，你可以找到能量源。然后使用更精细的探头将搜索集中在更小的区域。

在EMI诊断中，检查EMI问题与电气事件之间的巧合无疑是最耗时的过程。MXO的快速FFT使得频谱事件与时间事件之间的关联变得容易。MXO3及MXO5系列示波器提供了多个FFT，每个FFT都可以拥有自己的RF设置，从而可以通过比较不同DUT位置的频谱事件来进行进一步的调试。

总结

电磁干扰（EMI）可能难以捉摸，不遵守电磁兼容性（EMC）标准可能会阻碍产品开发。在开发早期进行EMI调试，有助于在早期阶段发现问题并提高电路性能。

MXO示波器是开发人员对电子电路进行EMI调试的宝贵工具，它具有强大的FFT信号处理能力、高输入灵敏度以及广泛的采集和分析功能。示波器的硬件加速FFT和彩色编码频谱显示提供了所采集信号中频谱分量出现频率的概览，从而可以快速识别EMI源。由于FFT功能的控制方式与频谱分析仪相似，用户可以轻松地在频域中导航，而无需担心时域设置。

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