日图课堂|MDO EMI 诊断方案 案例三、四

 3测试开关电源引起的EMI问题

时间：2012 年11 月16 日

地点：华北电力大学

待测试设备：某电子设备电路板

测试仪器：泰克MDO4104-6 + BNC 电缆

面临的问题：

该电子设备电路板为直径15 厘米的圆形，放置于金属屏蔽壳内，EMC 认证没有问题，但该设备自身工作并不正常，怀疑是开关电源纹波造成的影响。由于开关电源纹波的频率通常很低，传统的测试方法是用示波器监测电源波形，并对该波形进行FFT 运算以显示电源纹波的频谱。由于示波器FFT 所运算的频谱，其跨度受制于示波器的时基，而且动态范围远低于频谱仪，因此测试效果并不理想，没有确认电源纹波问题。由于MDO 是示波器与频谱仪的结合，客户便决定拿MDO 再次测试。

实测过程：

首先测试该电路板+5V 电源纹波，MDO 示波器通道1直接连接在+5V，用交流耦合测试纹波。为了对比，用BNC 电缆一端连接MDO50 欧姆射频输入端，另一端剥开外皮直接连接到+5V 上，设置中心频率为2.5MHz，跨度为5MHz。测试结果如下图：

由测试结果可知，该电源纹波达20mV 左右，其频谱在低频段达-50dBm 左右。为了看清电源纹波的影响，我们在示波器端做FFT，同时将频谱仪的跨度设定为50MHz，测试结果如下：

从测试结果可知，示波器功能的FFT 所显示的频谱与频谱仪5MHz 跨度频谱类似，但并不能看出什么问题，而此图中的频谱显示，该+5V 电源纹波的占用带宽一直延续到16MHz，因此对该设备影响严重。由此找到该设备工作不正常的真正原因。

案例总结：

本案在测试电源纹波时，用示波器的同时，也应用了频谱仪。灵活设置频谱仪的跨度，可轻松测试电源纹波在频域中的占用带宽，MDO 集示波器和频谱仪功能于一身，可将时域与频域联合显示，非常适于此类应用。

4底线布局不合理的EMI 问题

时间：2012 年11 月16 日

地点：华北电力大学

待测试设备：某电子设备电路板

测试仪器：泰克MDO4104-6 + BNC 电缆

面临的问题：

在找到案例三中的问题后，我们立刻想到，既然电源纹波会影响设备性能，地线上是否也会由于布线不合理而存在该开关电源纹波造成的EMI 问题？为此我们做进一步测试。

实测过程：

将示波器探头接到该电路板地线，同时将BNC 电缆也接到地线，为观测地线的EMI，我们测试1GHz 跨度的频谱，测试波形如下：

由此图示波器波形可知，该电路板地线上很不干净，zui大纹波月20mV。在上图下半部分的频谱图中，发现较严重的EMI 问题，几乎在这个1GHz 跨度内都存在。从频谱曲线的形状可以判断，该地线上既存在开关电源造成的EMI 同时也存在时钟泄露造成的EMI 问题，因为在频谱曲线上有类似方波的谐波成分。通过测试谐波分量的频谱间隔，可以轻松测试该时钟泄露频率为25MHz。由与EMI 问题遍布整个跨度，为了测试EMI zui严重的频段，我们将MDO 频谱仪跨度降低为500MHz，RBW 设置为5M，得到如下测试结果：

由测试结果可知，该地线在105MHz 和227.5MHz 两处EMI 幅度较高，利用MDO 跨域分析功能，在上半部分时域曲线中，橙色条位置为下半部分频谱分析时间段，此时该时间段位于距触发点1.02uS 处，即地线上较宽的波形处。我们向左调整频谱分析时间段，得到如下测试结果：

此时，频谱分析时间段位于距触发点730nS 处，即地线上较短的波形处，可知该处产生227.5MHz 的EMI干扰。再调整频谱分析时间段至地线杂波较宽处，即距触发点1.1uS 处，得到测试结果如下：

由测试结果可知，此处地线上的纹波产生105MHz 处的EMI。通过以上跨域分析，我们可以找到EMI 产生的根本原因。

案例总结：

本案在测试地线上的纹波时，在用示波器的同时，也应用了频谱仪，可以轻松发现EMI 问题。灵活设置频谱仪RBW，利用MDO *的跨域分析功能，可轻松查找某个频段的EMI 产生的根源。