使用 MXO 示波器的快速 FFT 功能进行 EMI 调试

您的任务

EMI/EMC 测试可以为使用电气和电子设备的用户保证设备的可靠运行和安全性，而设计人员需要投入大量的时间来确保产品符合相应的限制规定。

在设计和原型制作阶段，通常会通过调试测量来识别并解决可能存在的 EMI/EMC 问题，之后再对产品进行一致性测试。这种方法能够显著降低产品不合规的风险。这需要使用各种测试工具和故障排查方法来有效确定可能影响合规性测试结果的发射源。如果采用简化了调试过程的多方位解决方案，可以使用示波器进行时间相关的射频测量，例如 MXO 示波器。

罗德与施瓦茨解决方案

MXO 示波器的显示屏能够同步显示模拟信号特性、数字定时、总线事务和频谱。这得益于新型 ASIC，能够处理硬件中的射频测量，并且解决了 FFT 计算慢的传统问题。用户界面配备常见的频谱分析控件（例如中心频率、频率范围和分辨率带宽），进一步增强了示波器的性能。

• 单独优化时域和频域显示界面
• 频谱显示的更新率高
• 信号可以通过波形和频谱视图显示，无需切分信号路径
• 射频和时间触发功能便于轻松准确地关联时域和频域事件
• 峰值列表和对数-对数刻度可以轻松对比 EMI

出色的射频性能：高动态范围和灵敏度

MXO 示波器具有高动态范围和输入灵敏度（全测量带宽下可达 500 μV/div），能够检测到微弱的辐射，非常适合 EMI 调试。12 位 ADC 和 18 位 HD 模式进一步增强了垂直精度。基于硬件加速的 FFT、高采集率和多种功能（例如根据发生频率采用不同颜色编码显示频谱）相结合，能够快速有效地进行频域分析。

多种功能可用于 EMI 调试

• 超快速 FFT 分析：频谱采集率超过 45 000 FFT/s，能够捕获杂散和难以检测到的频谱事件
• 对数显示和 dBμV 刻度：根据 CISPR 标准轻松对比 EMC 测试实验室结果和查看限值线
• 自动峰值列表测量快速提供结果：自动测量 FFT 标记并列于表格中的频率峰值
• 最大/最小保持和平均值迹线：统计迹线记录频谱功率的最大值、最小值和平均值

门控 FFT：时频域相关联

示波器的门控 FFT 功能可以针对捕获的时域信号在用户自定义的范围内进行 FFT 分析。随信号移动时间窗口，能够确定互相关联的时域信号分段和频谱事件。例如，这可以将开关电源的无用辐射与开关晶体管的过冲相关联。

用于电场和磁场近场测量的探头组

对于传导发射，线路阻抗稳定网络 (LISN) 通常包含测量的噪声输出。但是，这包括被测设备 (DUT) 中的所有传导噪声。为了定位 DUT 中的发射源，可以使用近场探头近距离检测磁场和电场。

R&S®HZ-15 近场探头的频率范围为 30 MHz 至 3 GHz。R&S®HZ-16 放大器将频率范围向下扩展至 9 kHz。近场探头组包括各种电屏蔽探头前端，这些探头前端具有特殊形状，能够用于不同的测量任务。

快速 FFT 为什么重要？

尽管目前的所有示波器都支持 FFT 功能，以便提供波形的频谱信息，但是所需的计算操作通常会降低采集率。大多数示波器的采集率可能低至 1 FFT/s 至 100 FFT/s，因此盲区时间较长，会遗漏采集间隔中的重要频谱事件。这不利于使用近场探头定位频谱发射，因为用户需要保持探头操作长达数秒，才能检测到可能存在的噪声。
MXO 示波器具有功能强大的 ASIC，能够基于硬件实现 FFT 处理。得益于此，示波器的计算速度超过 45 000 FFT/s，不仅缩短了盲区时间，而且保证快速响应，有助于更加轻松地使用近场探头探测发射。用户可以使用探头扫描 DUT，确定可能出现噪声问题的时间和位置。

如何开始调试？

如要识别 EMI 问题的根源所在，需要确定能量源及其辐射方式。导致 EMI 问题的常见原因包括：

• LCD 辐射
• 接地阻抗
• 器件寄生效应
• 电缆屏蔽性差
• 电源滤波器
• 开关电源（直流-直流开关电源）
• 内部耦合问题
• 信号返回不充分
• 金属外壳中的静电放电

首先使用磁场近场探头定位能量源。对齐探头，确定磁通量穿过环路平面的方向。沿着导体移动磁场近场探头，可以定位能量源。然后使用分辨率更精细的探头在更小的范围内集中搜索能量源。
检查 EMI 问题和电气事件的关联性，是 EMI 诊断过程中最耗时的操作。MXO 示波器具备快速 FFT 功能，能够轻松关联频谱和时域事件。MXO 5 系列示波器提供多种采用不同射频设置的 FFT，能够对比 DUT 不同位置的频谱事件，从而进行进一步的调试。

总结

EMI 问题难以检测，而如果不符合 EMC 标准，会阻碍产品开发。在开发早期进行 EMI 调试，有助于在早期阶段就检测问题并增强电路性能。

MXO 示波器具有强大的 FFT 信号处理性能、高输入灵敏度以及各种采集和分析功能，是开发人员在电子电路上执行 EMI 调试的有用工具。示波器具有硬件加速 FFT 功能，并以不同的颜色编码显示频谱，可以显示所捕获信号中频谱分量的发生频率，便于快速识别 EMI 源。示波器和频谱分析仪采用相似方式控制 FFT 功能，便于用户轻松查看频域事件，不必担心时域设置。