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          【測試案例分享】SpectrumView跨域分析加速EMI診斷

          2024-06-13 來(lái)源:微波射頻網(wǎng) 字號:

          背景

          在電源管理芯片、隔離芯片等模擬集成電路中,很多電路元件之間(如變壓器、功率管等)以及導線(xiàn)上都會(huì )不斷地產(chǎn)生各種電流電壓的變化(即dv/dt 節點(diǎn)和高 dI/dt 環(huán)路),以及受高頻寄生參數的影響,這些元件通過(guò)電磁感應效應不斷地產(chǎn)生各種電磁波,經(jīng)電源線(xiàn)傳導或形成天線(xiàn)效應對外輻射,影響到正常的電路功能,導致設備性能下降、通訊中斷或故障,甚至對周?chē)渌舾须娮釉O備正常工作造成嚴重干擾,重則會(huì )引發(fā)事故。如電源管理芯片等模擬IC器件,因其高靈敏度、系統集成度及布線(xiàn)布局設計等因素,極易受到EMI(電磁干擾)的影響。

          開(kāi)關(guān)速度更快、上升沿陡峭,加劇了EMI的問(wèn)題。

          測試需求

          基于安全性的考慮,如汽車(chē)、醫療電子等行業(yè)對電磁干擾有著(zhù)嚴格的要求。電磁兼容性(EMC)標準的合規性,對于各制造商而言都是一項非常重要的任務(wù),這與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)成本和上市時(shí)間息息相關(guān)。以新能源汽車(chē)行業(yè)為例,隨著(zhù)碳化硅等新半導體技術(shù)的引入,功率比以往更高,高頻開(kāi)關(guān)器件更多,主機廠(chǎng)對各供應商所供零部件的EMC性能要求也變得越來(lái)越苛刻。為了最終確保電動(dòng)車(chē)輛整車(chē)電磁兼容性,并使整車(chē)輻射發(fā)射滿(mǎn)足標準要求,國際標準CISPR 25和中國標準GB/T 18655—2018對電動(dòng)車(chē)輛高低壓零部件在150kHz~108MHz頻段的傳導發(fā)射和150kHz~2.5GHz頻段的輻射發(fā)射規定了限值要求和測量方法。

          但是電磁兼容認證測試成本高且測試過(guò)程繁瑣,往往要求設計人員進(jìn)行多次設計、整改和測試,造成產(chǎn)品上市延誤。因此,工程師在設計階段非常有必要進(jìn)行預一致性測試,改善產(chǎn)品設計,確保后期產(chǎn)品通過(guò)電磁兼容認證通過(guò)率。

          測試方法

          標配的SpectrumView頻譜視圖功能

          泰克4/5/6系MSO示波器標配的SpectrumView既為時(shí)域提供了一個(gè)抽取濾波器,又在每個(gè) FlexChannel 后面為頻域提供了一個(gè)數字下變頻器。如圖所示的信號采集和處理架構,模擬信號經(jīng)過(guò)ADC轉換為數字信號后,時(shí)域和頻域是并行處理的,使得時(shí)域和頻域捕獲時(shí)間可以獨立設置。因此兩條不同的采集路徑可以同時(shí)觀(guān)察輸入信號的時(shí)域視圖和頻域視圖,并為每個(gè)域提供獨立的采集設置,就像頻譜分析儀一樣發(fā)現穩態(tài)及瞬態(tài)的射頻活動(dòng)。

          噪聲頻譜

          不同于頻譜分析儀,4/5/6系MSO示波器頻譜視圖可以使用任何類(lèi)型的探頭,測量極低頻率的信號,并且支持多通道測量。上圖所示為噪聲頻譜,支持將橫軸設置為對數坐標。下圖為同時(shí)觀(guān)察傳導和輻射噪聲的時(shí)域和頻域。

          高級觸發(fā)類(lèi)型

          泰克 4/5/6 系MSO 混合信號示波器具有的RFVT(射頻與時(shí)間相關(guān))硬件觸發(fā)選項。如圖所示為開(kāi)啟RF 幅度與時(shí)間波形視圖后觀(guān)察到的跳頻信號,可以直觀(guān)地看到該信號每隔約 5 毫秒跳頻一次,跳過(guò)三個(gè)頻率。RFVT選件支持在該波形的邊沿、脈寬和超時(shí)事件的上進(jìn)行硬件觸發(fā),更快地捕獲異常。除此以外另還有RF頻率、RF相位與時(shí)間相關(guān)觸發(fā)功能。

          干擾源定位

          使用4/5/6系 MSO混合信號示波器配合磁場(chǎng)探頭、電場(chǎng)探頭就可以定位噪聲源并分析干擾源類(lèi)型。頻譜視圖中還支持峰值標記、最大/小值保持、平均等功能,方便進(jìn)行對比測試。

          下圖為使用高壓差分探頭、電流探頭和近場(chǎng)探頭測量MOSFET的導通瞬間。在頻譜視圖下可同步觀(guān)察導通瞬間的頻譜變化情況。

          了解更多產(chǎn)品信息和資料, https://www.tek.com.cn/products/oscilloscopes/4-series-mso

          關(guān)于泰克科技

          泰克公司總部位于美國俄勒岡州畢佛頓市,致力提供創(chuàng )新、精確、操作簡(jiǎn)便的測試、測量和監測解決方案,解決各種問(wèn)題,釋放洞察力,推動(dòng)創(chuàng )新能力。70多年來(lái),泰克一直走在數字時(shí)代前沿。歡迎加入我們的創(chuàng )新之旅,敬請登錄:tek.com.cn

          主題閱讀:泰克  EMI
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