R&S®Essentials | 数字示波器和探头基础知识
EMI 调试是使用示波器的常见测量之一。为了执行无差错的有效分析，需要了解什么是 EMI 和 EMI 调试，以及测量过程中必须考虑哪些因素。
EMI 表示 电磁干扰，即设备产生的意外和不良射频发射。几乎所有电力产品都会产生各种意外或杂散发射。EMI 测试很重要，因为这些发射会给其他电气或电子设备带来问题。一些问题可能相对轻微，只会造成些许麻烦，例如屏幕像素模糊或音频失真。在某些情况下，不良发射会导致机械损坏，甚至会造成人员伤亡。因此，制定了 EMC 法规和标准以规定不同频率下可接受的发射水平。
大多数电气和电子设备制造商必须测试设备是否符合这些标准，这种测试通常使用专门的天线和接收机在屏蔽箱或电波暗室中进行。检测到问题后，实施附加接地和屏蔽是减少或消除不良发射的两种常见方法。
EMI 一致性测试在“远场”执行，其中射频大致以平面波的形式在空间传播，且其电分量和磁分量的幅度大体相同。远场距场源一个或两个波长，具体视信号频率和发射天线等因素而定。在远场一致性测试中，如果发射超过给定的阈值，则表明存在问题。
EMI 调试则在“近场”执行，以确定问题的位置，即确定引起不良发射的组件、电线或迹线等。为了消除不良发射并确保设备符合标准，需要了解造成发射的设备部分。
EMI 调试流程包含三个步骤：
近场探头和 示波器是最常用的 EMI 调试工具。
磁场探头和电场探头
磁场探头通常为环形。当环路与信号成 90 度时，或者磁场“通过环路”时，就会产生最大响应。环路与信号平行时响应最小。通常，环路在故障排查期间不断旋转。选择环路尺寸时需要权衡分辨率和灵敏度：
请注意，必要时只需将普通无源探头的接地线连接到探头尖端，即可将其转变成简易的磁场探头。
另有一种具有极高空间分辨率的非环形磁场近场探头。这种探头也可用于测定集成电路表面或流经电容器的电流。如下图中白线所示，在探头尖端的间隙处检测到磁场。
电场探头与所测电场平行时响应最大。大多数导体的电场垂直于导体表面，因此电场探头与被测导体保持垂直。
大探头用于测量从表面较大的结构体中发出的电场。探头顶端绝缘，使用探头底端进行测量。
较小的 近场电场探头绝缘，以抑制其他相邻结构体发出的电场。这些探头具有很高的空间选择性：通常不足一毫米。因此，探头通常可用于将位置缩小到印刷电路板上的单个窄迹线。
在 EMI 调试中使用示波器时，一个要点在于示波器通常用于查看幅度，即时域中的电压。
EMI 调试考虑不良发射水平与频率的关系。因此，需要进行频域测量。快速傅里叶变换 (FFT) 可用于转换时域和频域。尽管不同示波器的性能和功能可能完全不同，但大多数现代数字示波器都支持 FFT。示波器的 FFT 模式操作通常与频谱分析仪非常相似，例如设置中心频率、频宽或分辨率带宽。
除了基本的 FFT 操作之外，示波器还提供其他有用功能，包括 瀑布图、频率模板触发和 峰值列表。
FFT 界面将信号的标准频域表示显示为功率与频率的关系。瀑布图增加时间维度，即显示功率、频率、时间的关系。在瀑布图中，Y 轴表示时间，功率则使用不同的颜色表示。大多数默认的瀑布图配色方案规定，越接近红色，功率越高；越接近紫色，功率越低。
请注意，所用的颜色表或映射会时常根据用户喜好加以调整，或为更加清晰地显示感兴趣的信号。瀑布图非常有用，有助于直观显示原本难以查看的内容，例如时变信号或靠近噪声基底的低电平连续信号。
一些 EMI 问题涉及持续出现的不良信号或杂散信号，但许多其他问题涉及难以检测和/或分析的间歇信号。为了解决这类问题，可以在既定的频率或频率范围内触发超过用户定义阈值的功率。这不同于基于电压随时间变化的“正常”示波器触发。频率模板触发便于用户定义功率与频率模板。当此模板被违规时，触发将停止示波器采集，然后可以详细分析捕获的数据。
在 EMI 调试中，高电平或“峰值”信号通常最受关注或最为重要。一方面是因为这些信号可能违反阈值规定，另一方面是因为相较于低幅度信号，高幅度信号会造成更多的问题。识别频谱中的“峰值”非常重要。可以通过多种方式查找这些峰值，例如手动检查图形和/或使用光标或标记。这些方法既耗时又容易出错。大多数现代示波器都具有峰值搜索或峰值列表功能，能够自动提供包含最高幅度信号及其频率的列表。
频率模板触发
峰值列表信号
总结
您是否对 EMI 调试或 EMI 调试解决方案有疑问？我们的专家将为您提供帮助。
