示波器可用于EMI排查嗎？使用多個(gè)FFT

通常，遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試僅被測(cè)設(shè)備合格或不合格進(jìn)行評(píng)判。當(dāng)涉及確定問(wèn)題區(qū)域時(shí)它提供不了什么線索。對(duì)于發(fā)射源識(shí)別，關(guān)聯(lián)能力是關(guān)鍵因素。使用示波器，與傳統(tǒng)的頻譜分析儀或測(cè)試接收機(jī)相比，工程師能夠同時(shí)使用多達(dá)4條輸入通道排查EMI，從而更好的進(jìn)行分析和調(diào)查。

時(shí)間相關(guān)的FFT能夠洞察干擾信號(hào)行為

定位輻射源是EMI故障分析或排查中最具挑戰(zhàn)性的部分。EMI排查的一個(gè)特別有用方法是聯(lián)合時(shí)域和頻域進(jìn)行分析，它揭示信號(hào)頻譜如何隨時(shí)間推移演變。這種分析方法常常用于識(shí)別復(fù)雜系統(tǒng)中的輻射源，在這樣的系統(tǒng)中存在多個(gè)寬帶源，如帶DC-DC變換器的開(kāi)關(guān)電源。

由于傳統(tǒng)示波器和頻譜分析儀一起使用需要復(fù)雜時(shí)間同步設(shè)置，在以前的EMI故障分析中，聯(lián)合時(shí)間-頻率分析是一項(xiàng)復(fù)雜技術(shù)。然而，隨著現(xiàn)代配備強(qiáng)大FFT能力的示波器的出現(xiàn)，這種情況已經(jīng)出現(xiàn)了較大的改觀。

對(duì)示波器已獲得的波形使用FFT沒(méi)有同步問(wèn)題和偏移校準(zhǔn)問(wèn)題(這些問(wèn)題在過(guò)去采用多儀器設(shè)置或示波器配有射頻信道時(shí)是存在的)，因此不需要仔細(xì)校準(zhǔn)。對(duì)捕獲的波形使用多個(gè)選通FFT的能力使得有可能同時(shí)輕松監(jiān)測(cè)在不同時(shí)間段輻射的射頻頻譜。

切換事件的不同時(shí)間段相關(guān)性

圖1：在單個(gè)顯示窗口中同時(shí)觀察完整波形的FFT以及部分波形的選通FFT,這讓同時(shí)監(jiān)測(cè)到電源切換期間不同時(shí)間段的輻射射頻頻譜成為可能。在時(shí)域波形中，我們看到兩個(gè)切換事件的頻譜能量；一個(gè)覆蓋更寬的帶寬，另一個(gè)的能量聚集在大約160MHz左右。這對(duì)理解判斷哪一個(gè)電源開(kāi)關(guān)動(dòng)作正在引起寬帶噪聲十分有用。

圖2：時(shí)頻域聯(lián)合的方法容易區(qū)分窄帶和寬帶信號(hào)。圖中，時(shí)域信號(hào)和頻譜對(duì)應(yīng)揭示出了兩個(gè)開(kāi)關(guān)事件FFT所對(duì)應(yīng)的不同時(shí)域信號(hào)部分，分別用橙色、藍(lán)色和紅色突出顯示。

將干擾信號(hào)與時(shí)間、頻譜、協(xié)議和總線進(jìn)行關(guān)聯(lián)

圖3：多個(gè)FFT——采用多達(dá)4個(gè)FFT的多頻譜視圖，以及選通的FFT揭示相同信號(hào)不同部分中的信號(hào)頻譜內(nèi)容。在圖中，當(dāng)發(fā)送具有ID 0630ABCDH的CAN通信信號(hào)時(shí)，可以看到由此特定通信引起的輻射。在該通信活動(dòng)之外的FFT段顯示沒(méi)有干擾。示波器的優(yōu)點(diǎn)是它能夠?qū)@些通信信號(hào)觸發(fā)以便進(jìn)行穩(wěn)定的分析。

多個(gè)FFT重疊提供從未有過(guò)的排查潛力

示波器標(biāo)準(zhǔn)配置為2通道或4通道。采用應(yīng)用到每個(gè)通道的FFT，會(huì)立即打開(kāi)成功排查EMI故障的新天地。這基礎(chǔ)上所提供的功能能夠讓人眼前一亮，包括在相同或不同組裝板上跟蹤關(guān)聯(lián)輻射的能力，以及發(fā)現(xiàn)近場(chǎng)/遠(yuǎn)場(chǎng)轉(zhuǎn)化因子的能力，而這些都是常規(guī)使用單臺(tái)時(shí)域儀器或頻譜儀所不能實(shí)現(xiàn)的。這就相當(dāng)于使用4路同步的頻譜分析儀進(jìn)行EMI排查。然而，多通道間相互的隔離狀態(tài)，尤其是當(dāng)我們正在處理毫伏(mV)級(jí)小幅度近場(chǎng)探測(cè)信號(hào)時(shí)，需要我們多加考慮。在余下部分中，我們討論一些如何高效使用多個(gè)FFT的例子。