了解 emi 调试 -九游官网下载

什么是 emi 调试？

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：

• 检测和测量发射特性
  不良信号的频率和电平是多少？这些信号是否显示出有助于识别信号本身的行为？例如，信号是时钟信号的整数倍吗？
• 确定实际发射源
  哪些组件、电线或迹线等引起发射？
• 采用各种补救技术
  例如实施接地和屏蔽以消除或至少减少发射水平。

近场探头和 示波器是最常用的 emi 调试工具。

用于 emi 调试的近场探头

近场探头不同于大多数其他类型示波器测量中使用的无源或有源探头。近场探头可以分为两类：磁场探头和电场探头。

在许多情况下，辐射发射可能很小，因此探头和示波器之间偶尔还会使用前置放大器。如果不使用前置放大器，则需要灵敏的示波器。为了在 emi 调试过程中获得良好的结果，正确选择和使用探头至关重要。

磁场探头（h 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：

• 大环路更加灵敏，但空间分辨率较低
• 小环路的灵敏度较低，但更容易缩小信号源的位置范围

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（e 场探头）

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。

频域中使用的示波器

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。

瀑布图

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。

频率模板触发

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。

峰值列表

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。