實時頻譜分析在EMI診斷中的應用

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盡管上面介紹的基于標準的測量方法對法定的一致性測試必不可少，但它們通常不能解決、甚至不能檢測到當前系統中EMI設計所面臨的問題。

幸運的是，測量技術的發展已經可以滿足這些需求。上面介紹了如何使用實時頻譜分析儀發現瞬態信號和EMI隱患。在下面的實例中，單個的瞬態信號會產生一串瞬態信號，這些信號每次只持續很短的時間。在本例中，該設備是一種嵌入式系統，在把數據緩存到硬盤時導致了瞬態EMI。在使用掃頻分析儀的峰值檢波器簡單檢查后(黃色軌跡，如圖6所示)，似乎只有一個連續信號；把儀器保持Max-hold幾分鐘，同時循環DUT工作模式，會指明問題(藍色軌跡)。但在峰值檢波模式下進行快速掃描會得到黃色軌跡，沒有檢測到問題。

圖6 掃頻分析儀峰值掃描(黃色軌跡)中漏掉的瞬態EMI，在DUT循環通過磁盤高速緩存操作、保持Max-hold模式一分鐘后被發現

圖7使用數字熒光處理(DPX)技術考察DUT的EMI特性，立即發現問題。泰克公司實時頻譜分析儀獨有的DPX頻譜顯示技術每秒可以處理超過48000個頻譜，保證能瞬時捕獲和顯示持續時間超過幾十微秒的信號。在圖6中，發生頻次較高的信號用紅色表示，發生頻次較低的信號用藍色和綠色表示。這樣，可以立即看到哪些信號是連續的，哪些信號是瞬態的。瞬態信號偶爾出現，但其電平要比連續信號高出15dB。

圖7 使用DPX在5s后發現的偶發瞬態信號。紅色區域是頻繁發生的信號，藍色部分和綠色部分是瞬態信號

在使用DPX發現潛在問題后，還要觸發和捕獲信號，以便進一步進行分析。通過根據連續信號曲線定義頻率模板觸發，然后在頻譜中捕獲偶發的瞬態信號，可以輕松觸發和捕獲信號。持續時間超過10.3μs、高出頻率模板門限的任何信號都會導致觸發，并把觸發前和觸發后的信號存儲到存儲器中。圖8左側的三維頻譜圖顯示了瞬態信號觸發的4個采集結果。

圖8 使用頻率模板觸發技術捕獲以1s重復率發生的瞬態信號

現在可以全面分析信號了。圖8中的標記顯示了瞬態信號的重復率是1.0s，但瞬態信號的長度并不是一直相同的，而是在5次采集過程中在752μs到200μs之間變化。這種重復頻率和變化的脈寬提供了重要線索，以確定電路中瞬態信號的來源，在本例中是磁盤高速緩存操作，這種操作只在被測設備的特殊工作條件下才發生。

總結
進行基于標準的EMI測量要求使用標準機構規定的專用濾波器和檢波器。接收機、傳統頻譜分析儀和實時頻譜分析儀提供了這些專用濾波器和檢波器。實時頻譜分析儀和某些接收機使用的DSP技術的測量速度要比掃頻方法快幾個量級，因為其可以同時分析整個實時帶寬(高達110MHz)。

與掃頻技術相比，實時分析技術大大縮短了保證100%瞬態信號偵聽概率所需的最低信號時長。通過使用擁有DPX頻譜處理技術的實時頻譜分析儀，可以簡便地調試產生各種瞬態信號的系統，保證在分析過程中不會漏掉瞬態信號。這縮短了獲得信息的時間，提高了確定被測設備質量的信心。