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 3測試開關(guān)電源引起的EMI問題

時(shí)間：2012 年11 月16 日

地點(diǎn)：華北電力大學(xué)

待測試設(shè)備：某電子設(shè)備電路板

測試儀器：泰克MDO4104-6 + BNC 電纜

面臨的問題：

該電子設(shè)備電路板為直徑15 厘米的圓形，放置于金屬屏蔽殼內(nèi)，EMC 認(rèn)證沒有問題，但該設(shè)備自身工作并不正常，懷疑是開關(guān)電源紋波造成的影響。由于開關(guān)電源紋波的頻率通常很低，傳統(tǒng)的測試方法是用示波器監(jiān)測電源波形，并對該波形進(jìn)行FFT 運(yùn)算以顯示電源紋波的頻譜。由于示波器FFT 所運(yùn)算的頻譜，其跨度受制于示波器的時(shí)基，而且動態(tài)范圍遠(yuǎn)低于頻譜儀，因此測試效果并不理想，沒有確認(rèn)電源紋波問題。由于MDO 是示波器與頻譜儀的結(jié)合，客戶便決定拿MDO 再次測試。

實(shí)測過程：

首先測試該電路板+5V 電源紋波，MDO 示波器通道1直接連接在+5V，用交流耦合測試紋波。為了對比，用BNC 電纜一端連接MDO50 歐姆射頻輸入端，另一端剝開外皮直接連接到+5V 上，設(shè)置中心頻率為2.5MHz，跨度為5MHz。測試結(jié)果如下圖：

由測試結(jié)果可知，該電源紋波達(dá)20mV 左右，其頻譜在低頻段達(dá)-50dBm 左右。為了看清電源紋波的影響，我們在示波器端做FFT，同時(shí)將頻譜儀的跨度設(shè)定為50MHz，測試結(jié)果如下：

從測試結(jié)果可知，示波器功能的FFT 所顯示的頻譜與頻譜儀5MHz 跨度頻譜類似，但并不能看出什么問題，而此圖中的頻譜顯示，該+5V 電源紋波的占用帶寬一直延續(xù)到16MHz，因此對該設(shè)備影響嚴(yán)重。由此找到該設(shè)備工作不正常的真正原因。

案例總結(jié)：

本案在測試電源紋波時(shí)，用示波器的同時(shí)，也應(yīng)用了頻譜儀。靈活設(shè)置頻譜儀的跨度，可輕松測試電源紋波在頻域中的占用帶寬，MDO 集示波器和頻譜儀功能于一身，可將時(shí)域與頻域聯(lián)合顯示，非常適于此類應(yīng)用。

4底線布局不合理的EMI 問題

時(shí)間：2012 年11 月16 日

地點(diǎn)：華北電力大學(xué)

待測試設(shè)備：某電子設(shè)備電路板

測試儀器：泰克MDO4104-6 + BNC 電纜

面臨的問題：

在找到案例三中的問題后，我們立刻想到，既然電源紋波會影響設(shè)備性能，地線上是否也會由于布線不合理而存在該開關(guān)電源紋波造成的EMI 問題？為此我們做進(jìn)一步測試。

實(shí)測過程：

將示波器探頭接到該電路板地線，同時(shí)將BNC 電纜也接到地線，為觀測地線的EMI，我們測試1GHz 跨度的頻譜，測試波形如下：

由此圖示波器波形可知，該電路板地線上很不干凈，zui大紋波月20mV。在上圖下半部分的頻譜圖中，發(fā)現(xiàn)較嚴(yán)重的EMI 問題，幾乎在這個(gè)1GHz 跨度內(nèi)都存在。從頻譜曲線的形狀可以判斷，該地線上既存在開關(guān)電源造成的EMI 同時(shí)也存在時(shí)鐘泄露造成的EMI 問題，因?yàn)樵陬l譜曲線上有類似方波的諧波成分。通過測試諧波分量的頻譜間隔，可以輕松測試該時(shí)鐘泄露頻率為25MHz。由與EMI 問題遍布整個(gè)跨度，為了測試EMI zui嚴(yán)重的頻段，我們將MDO 頻譜儀跨度降低為500MHz，RBW 設(shè)置為5M，得到如下測試結(jié)果：

由測試結(jié)果可知，該地線在105MHz 和227.5MHz 兩處EMI 幅度較高，利用MDO 跨域分析功能，在上半部分時(shí)域曲線中，橙色條位置為下半部分頻譜分析時(shí)間段，此時(shí)該時(shí)間段位于距觸發(fā)點(diǎn)1.02uS 處，即地線上較寬的波形處。我們向左調(diào)整頻譜分析時(shí)間段，得到如下測試結(jié)果：

此時(shí)，頻譜分析時(shí)間段位于距觸發(fā)點(diǎn)730nS 處，即地線上較短的波形處，可知該處產(chǎn)生227.5MHz 的EMI干擾。再調(diào)整頻譜分析時(shí)間段至地線雜波較寬處，即距觸發(fā)點(diǎn)1.1uS 處，得到測試結(jié)果如下：

由測試結(jié)果可知，此處地線上的紋波產(chǎn)生105MHz 處的EMI。通過以上跨域分析，我們可以找到EMI 產(chǎn)生的根本原因。

案例總結(jié)：

本案在測試地線上的紋波時(shí)，在用示波器的同時(shí)，也應(yīng)用了頻譜儀，可以輕松發(fā)現(xiàn)EMI 問題。靈活設(shè)置頻譜儀RBW，利用MDO *的跨域分析功能，可輕松查找某個(gè)頻段的EMI 產(chǎn)生的根源。