使用泰克混合信号示波器 4、5和6系列逐步排除电磁干扰故障

电磁兼容性或电磁干扰的合规性往往被搁置到项 目的最后阶段，而最后一刻的失误往往会导致进度延误、 计划外的成本增加以及工程团队的压力。掌握正确的工 具和技术有助于避免问题的发生，并在问题发生时迅速 加以解决。

 让我们从一些基本定义开始，EMC 和 EMI 之间存在微妙 的区别。

EMC 意味着正在开发的设备与预期的操作环境兼容。 例如，加固型卫星通信系统安装在军用车辆上时，即使 在其他大功率发射机或雷达附近，也必须能够正常工 作。这意味着在近距离环境中发射和抗干扰能力都必 须兼容。。这通常适用于军事和航空航天产品和系统， 以及汽车环境。辐射发射通常测试距离为 1 米。

EMI（有时也称为射频干扰或 RFI）更多涉及产品对现 有无线电、电视或其他通信系统（如移动电话）的干扰。 在美国之外，它还包括对外部能源源的免疫，例如静电 放电和电力线瞬态干扰。这通常适用于商业、消费、工 业、医疗和科学产品。辐射发射通常在 3 米或 10 米的 测试距离内测量。本应用说明将重点介绍 EMI 故障排 除。

EMI 故障排除

EMI 故障排除的三个步骤过程

许多产品设计师可能熟悉近场探头如何用于识别 PC 板 和电缆上的 EMI“热点”，但可能不清楚接下来该怎么做。 我们以泰克 6 系列混合信号示波器上的频谱视图为例进 行说明。下面是一个简单的 EMI 故障排除三步流程。

第一步

使用近场探头（H 场或 E 场）识别 PC 板和内部 电缆上的能量源和特征发射特性。能量源通常 包括时钟振荡器、处理器、RAM、D/A 或 A/D 转 换器、DC-DC 转换器和其他产生高频率、快 速 边沿、数字信号的源。如果产品包括屏蔽外壳， 则应检查其他接缝或孔隙是否有泄漏。记录每 个能量源的发射特性。

第二步

使用电流探头测量高频电缆电流。请记住，电缆 是最可能辐射射频能量的结构。沿着电缆来回 移动探头，最大限度地获取最高谐波电流。记录 每根电缆的发射特性。

第三步

使用附近的天线（通常是 1 米测试距离）来确定 实际辐射的谐波信号。记录这些谐波并与近场 和电流探头电缆测量进行比较。这将帮助您确 定最有可能与电缆或接缝耦合并辐射到天线的 能量源。

辐射和传导发射故障排除

使用频谱视图对谐波进行基本显示，以及对谐波进行时 间相关分析，是排除 EMI 辐射问题最有用的两种技术。对 于辐射和传导发射故障排除，请按照上方所述的三步流 程进行。

商业或消费类产品的辐射发射测试是根据国际标准 CISPR 11 或 32 进行的，通常是最高风险的测试。

大多数产品的辐射频率在 30 到 1000 兆赫之间。最好的 第一步是对 500 MHz 进行初步扫描，因为这通常是数字 谐 波最 严重的频段。您还希望记录至少高达 1GHz（或 更高）的发射，以便表征任何其他主要发射。一般来说， 减轻较低频率的谐波也将减少更高的谐波。

设置频谱视图以进行一般传导发射故障排除

使用类似的步骤设置频谱视图以显示 0 至 30 MHz 的频 率。将中心频率设为 15 MHz，捕获带宽设为 30 MHz，分 辨率带宽设为 9 或 10 kHz。上电被测设备，然后将 LISN 的 50 欧姆输出端口连接到示波器。请注意，谐波频率通 常在较低（kHz）频率处非常高，在接近 30 MHz 时逐渐 降低。确保这些更高的谐波频率不会使示波器过载。根 据需要调整垂直刻度或在 Tekbox TBCL08 LISN（如图 6 左下角所示）上选择瞬态保护器，其中包括 10 dB 衰减器。 频谱视图将捕获峰值检测到的谐波，所需的测试限制将 以平均或准峰值的形式给出，因此您将无法直接将测量 数据与实际测试限制进行比较。但是，您至少能够确定 潜在的问题区域。谐波频率的故障排除过程类似于之前 描述的辐射发射测试。

总结

通过将 Tektronix 4、5 和 6 系混合信号示波器与集成的 频谱视图多域分析和时间与频率触发相结合，您将能够 更快更容易地捕获难以捉摸的 EMC 问题。通过建立自己 的辐射和传导发射 EMI 故障排除测试实验室，您可以节 省时间和开支，将故障排除过程内部化。与在商业测试实 验室进行故障排除相比，这将为您节省时间和成本。