使用泰克4、5和6系列 混合信號示波器逐步排除電磁干擾故障
電磁兼容性或電磁干擾的合規(guī)性會導(dǎo)致進度延誤、計劃外的成本增加以及工程團隊的壓力。如今,包括無線和移動設(shè)備在內(nèi)的消費電子產(chǎn)品層出不窮,設(shè)備之間的兼容性變得更加重要。產(chǎn)品之間不得相互 干擾(輻射或傳導(dǎo)發(fā)射),而且在設(shè)計上必須不受外部能源的影響。
基本定義 讓我們從一些基本定義開始,EMC 和 EMI 之間存在微妙 的區(qū)別。
EMC意味著正在開發(fā)的設(shè)備與預(yù)期的操作環(huán)境兼容。 例如,加固型衛(wèi)星通信系統(tǒng)安裝在軍用車輛上時,即使 在其他大功率發(fā)射機或雷達(dá)附近,也必須能夠正常工 作。這意味著在近距離環(huán)境中發(fā)射和抗干擾能力都必 須兼容。。這通常適用于軍事和航空航天產(chǎn)品和系統(tǒng), 以及汽車環(huán)境。輻射發(fā)射通常測試距離為 1 米。
EMI(有時也稱為射頻干擾或 RFI)更多涉及產(chǎn)品對現(xiàn) 有無線電、電視或其他通信系統(tǒng)(如移動電話)的干擾。 在美國之外,它還包括對外部能源源的免疫,例如靜電 放電和電力線瞬態(tài)干擾。這通常適用于商業(yè)、消費、工 業(yè)、醫(yī)療和科學(xué)產(chǎn)品。輻射發(fā)射通常在 3 米或 10 米的 測試距離內(nèi)測量。本應(yīng)用說明將重點介紹 EMI 故障排 除。
EMI 故障排除
EMI 故障排除的三個步驟過程 許多產(chǎn)品設(shè)計師可能熟悉近場探頭如何用于識別 PC 板 和電纜上的 EMI“熱點”,但可能不清楚接下來該怎么做。 我們以泰克 6 系列混合信號示波器上的頻譜視圖為例進 行說明。下面是一個簡單的 EMI 故障排除三步流程。
第一步 使用近場探頭(H 場或 E 場)識別 PC 板和內(nèi)部 電纜上的能量源和特征發(fā)射特性。能量源通常 包括時鐘振蕩器、處理器、RAM、D/A 或 A/D 轉(zhuǎn) 換器、DC-DC 轉(zhuǎn)換器和其他產(chǎn)生高頻率、快 速 邊沿、數(shù)字信號的源。如果產(chǎn)品包括屏蔽外殼, 則應(yīng)檢查其他接縫或孔隙是否有泄漏。記錄每 個能量源的發(fā)射特性。
第二步 使用電流探頭測量高頻電纜電流。請記住,電纜 是最可能輻射射頻能量的結(jié)構(gòu)。沿著電纜來回 移動探頭,最大限度地獲取最高諧波電流。記錄 每根電纜的發(fā)射特性。
第三步 使用附近的天線(通常是 1 米測試距離)來確定 實際輻射的諧波信號。記錄這些諧波并與近場 和電流探頭電纜測量進行比較。這將幫助您確 定最有可能與電纜或接縫耦
步驟 1 - 近場探測 - 大多數(shù)近場探測套件都配備了 E 場 和 H 場探頭。選擇 H 場或 E 場探頭取決于您將要探測的 是電流 - 即高 di/dt -(電路走線,電纜等)還是電壓 - 即 dV/dt -(開關(guān)電源等)。大多數(shù)故障排除都是使用 H 場 探頭進行的,因為我們通常對追蹤高頻次諧波電流感興 趣。直徑較小的探頭分辨率較高,但可能需要前置放大器 來增強其信號。然而,H 場和 E 場探頭都可用于定位屏蔽 外殼中的漏洞或間隙。 從較大的 H 場探頭開始,圍繞產(chǎn)品外殼、電路板和連接 的電纜進行嗅探。目標(biāo)是識別主要的電磁干擾源和主導(dǎo) 的窄帶和寬帶頻率。記錄觀察到的位置和頻率特征。當(dāng)您 鎖定干擾源時,不妨換用中等尺寸(1 厘米)的 H 場探頭,這將提供更高的分辨率(但稍微降低靈敏度)。您可 能會發(fā)現(xiàn)大多數(shù)探測最終都是使用這個探頭。
步驟 2 - 電流探頭測量 - 接下來,使用高頻電流探頭測 量 附 加 的 共 模電 纜電 流(包 括電 源電 纜),例 如 ComPower CLCE-400 或同等產(chǎn)品。記錄頂部幾個諧 波的位置,并與近場探測確定的列表進行比較。這些諧 波最有可能會輻射并導(dǎo)致測試失敗,因為它們流經(jīng)類似 天線的結(jié)構(gòu)(電纜)。
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