深圳市日图科技有限公司
阅读:352发布时间:2017-10-25
泰克MDO4000 系列把频谱分析仪、示波器和逻辑分析仪组合到一台仪器中,从所有三台仪器中生成时间相关测量。
下面的应用实例使用集成频谱分析仪、示波器和逻辑分析仪的泰克MDO4000 系列,确定EMI 问题的根源。一旦了解问题,可以实施修复,并重新测量干扰信号电平,确定变化效果。这一应用分为三步:
在物理上识别问题位置
在电气上识别问题根源
测量再设计的效果
图2:使用近场探头,发现干扰信号的峰值位置。
使用频谱分析仪确定EMI 问题。在本例中,我们发现宽扫描中zui高的峰值是137 MHz 附近的瞬态峰值。我们使用MDO4000 频谱分析仪和近场探头,发现问题的zui坏位置在电路中FPGA 一侧周围,如图2 所示。我们使用频谱分析仪上的Max-Hold 和正态检测器观察信号,很快显示这是一个变幅信号,随着时间推移,幅度移动了大约12 dB。图3 显示了在宽频宽内峰值条件和zui小条件下的信号。
图3:在Max-hold 中,在137 MHz 处使用峰值检测捕获的信号。细节显示信号有时提高~12dB。
这类瞬态辐射是调试起来zui麻烦的某些信号。如果使用传统频谱分析仪,几乎没有什么工具可供调试这个问题,调试现在走进了死胡同。通过MDO4000,您距找到问题、并使用测量进行验证只有一步之遥。MDO4000 的触发系统的触发源之一包括RF 功率。考虑到这个信号很大,随着时间推移显著变化(~12dB),它可能会被用来触发仪器。通过正确设置RF 功率触发,可以观察信号的时域特点。MDO4000 中的触发系统控制着所有输入上的采集:4个模拟示波器输入、16 个数字输入以及1 个频谱分析仪输入。因此,一次采集包含这些输入开关信号活动的无缝时间捕获。您可以在一个时间相关画面上,观察所有这些信号的活动。在本例中,通过触发瞬态RF信号,我们现在可以观察RF 信号的时域特点,以及电路板上的周围信号。
图4:RF 幅度随时间变化曲线显示不同时间上的周期突发能量,频谱中显示了频宽。
仪器记录不同时间中频谱分析仪输入上的信号,能够观察频谱怎样随时间变化,以及RF 幅度、频率和相位随时间变化。图4 显示MDO4000 显示画面中增加了RF 幅度随时间变化轨迹。屏幕中间看到的短横“条”,就在RF 幅度随时间变化曲线下面,称为频谱时间指示符。这个横条表明被测量的频谱( 如下方窗格所示) 采集内部的特定时间周期。在这个图中,频谱时间指示符的位置与屏幕中心所示的RF 能量突发一致。您可能会怀疑显示的每个突发将与~137 MHz 处观察到的瞬态信号峰值对应。频谱时间指示符可以在采集内部来回卷动,观察RF 信号在不同时点的频谱是什么。图5 显示了频谱时间向右移动大约50μs,因此它位于两个突发之间。通过检查这两种情况下的频谱轨迹,可以明确看出137 MHz 处的信号电平在这个位置大约低12dB。这证实了RF 幅度随时间变化中观察到的突发对应137MHz 信号的瞬态提高。
图5:频谱时间指示符在RF 突发之间移动。在这个时间位置,137MHz 信号电平低~12dB。
在确定了137 MHz 突发的周期性特点外,我们可以把注意力转向识别这个瞬态信号的潜在根本原因。电压探头被连接到CH1,CH1 轨迹被增加到显示画面中。在触发RF 信号的同时,可以观察电路板上的其它电压。相对于RF 幅度随时间变化,与麻烦的RF 突发不相关的任何信号都将显示为不同步或不稳定,而与突发一致的任何信号都将是稳定的,并与突发排成一行。
图6:通道11 显示了USB_HS 头部的电压。很明显,这个头部的高速数据突发与137 MHz 处的突发能量一致。
图6 显示了来自CH1 上电路板中USB_HS 头部的信号。很明显,这个信号上数据的高频突发与RF 能量突发*一致。从这里,我们可以得出结论,USB_HS 端口上这个高速数据突发的生成和传输与137 MHz 的瞬态
辐射一致。必需指出,与RF 辐射一致的信号可能并不是辐射的实际来源,但可能是一条线索,帮助您找到实际来源。在本例中,被检测的USB_HS 信号距捡拾RF 信号的FPGA 位置为3”。此外,USB_HS 突发在137 MHz处不包含能量。这可以明确,FPGA 为创建这个USB_HS 数据所执行的活动导致其在137 MHz 处放射出更高的能量。如果不能如本图所示,对RF 信号与电路板上的其它信号实现时间相关,那么将很难或不可能获得了解瞬态EMI 来源的这类信息。
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