EMC調(diào)試工具：示波器在EMC調(diào)試中的應(yīng)用
EMC調(diào)試工具：示波器的應(yīng)用
數(shù)字示波器是維修、調(diào)試、設(shè)計(jì)、科學(xué)研究不可或缺的工具。工程師廣泛應(yīng)用于時(shí)序分析、高速信號(hào)眼圖分析、波形的過(guò)沖、振蕩、異常分析，是工程師的第二雙眼晴。
圖1：常用數(shù)字示波器
一、信號(hào)幅度的測(cè)量
在輻射發(fā)射調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)信號(hào)幅度越大，通常輻射發(fā)射測(cè)試結(jié)果越差，信號(hào)幅度越大對(duì)交變信號(hào)來(lái)說(shuō)意味著電流/電壓變化率越大，空間輻射發(fā)射能力也更強(qiáng)；信號(hào)幅度過(guò)大可能使信號(hào)失真，對(duì)于正弦波來(lái)說(shuō)未失真時(shí)高次諧波非常少，而失真后則產(chǎn)生豐富的高次諧波。
使用示波器測(cè)量信號(hào)的幅度，并根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)合電路設(shè)計(jì)要求，對(duì)波形進(jìn)行修正使符合電路要求的前提下，降低其對(duì)外耦合和發(fā)射的能力。
圖2：晶振正弦波失真波形
圖3：晶振正弦波失真后的頻譜圖
二、信號(hào)過(guò)沖與振鈴的測(cè)量
在高速信號(hào)設(shè)計(jì)過(guò)程中，信號(hào)的過(guò)沖與振鈴是導(dǎo)致信號(hào)完整性的重要因素，輕著影響信號(hào)傳輸質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致信號(hào)無(wú)法傳輸。開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)過(guò)程中，開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)SW的過(guò)沖是影響開(kāi)關(guān)器件壽命與器件成本的重要因素，設(shè)計(jì)時(shí)不加以控制可能引發(fā)嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題。
開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)SW的振鈴，通常是導(dǎo)致開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品輻射發(fā)射測(cè)試失敗的關(guān)鍵因素，也是傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)試失敗的重要因素之一。通過(guò)示波器測(cè)量開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓波形、電流波形可以評(píng)估過(guò)沖尖峰電壓的影響，也可以判斷噪聲頻點(diǎn)的源頭。
圖4：開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)寄生振蕩波形圖
通過(guò)示波器測(cè)量關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)電壓、電流波形，并根據(jù)波形中的過(guò)沖、振鈴情況來(lái)結(jié)合實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)、進(jìn)行分析對(duì)策確認(rèn)，可以節(jié)省大量的EMC測(cè)試場(chǎng)地費(fèi)用，尤其是沒(méi)有EMC試驗(yàn)室及測(cè)試場(chǎng)地的企業(yè)來(lái)說(shuō)。
三、高速信號(hào)上升沿/下降沿的測(cè)量
眾所周知方波的高次諧波非常豐富，方波上升沿、下降沿越陡峭意味著諧波也越豐富，使用示波器測(cè)量方波信號(hào)的波形，并根據(jù)上升沿、下降沿的時(shí)間結(jié)合電路要求的時(shí)間，在滿足信號(hào)質(zhì)量的前提下盡可能的使信號(hào)上升沿、下降沿變緩，可以實(shí)現(xiàn)低成本、高質(zhì)量的解決時(shí)鐘信號(hào)、高速信號(hào)EMC問(wèn)題，尤其是輻射發(fā)射問(wèn)題。
圖5：方波信號(hào)波形
圖6：方波信號(hào)頻譜圖
四、示波器的FFT功能
很多示波器都具有FFT功能，EMC調(diào)試過(guò)程中如果沒(méi)有頻譜分析儀的情況下，可以通過(guò)測(cè)量時(shí)鐘信號(hào)、高速差分信號(hào)的波形，再使用示波器FFT功能轉(zhuǎn)換成頻譜圖，就更加直觀，方便調(diào)試判斷。
圖7：示波器FFT功能的使用圖
五、高速示波器測(cè)量眼圖
使用高速示波器在測(cè)量高速信號(hào)眼圖有著廣泛應(yīng)用，通過(guò)高速信號(hào)的眼圖可以判斷差分信號(hào)的相位誤差、串?dāng)_、驅(qū)動(dòng)、反射等信息，是高速信號(hào)EMC調(diào)試的窗口。
圖8：高速信號(hào)眼圖測(cè)量
高速差分信號(hào)對(duì)如果存在嚴(yán)重的相位錯(cuò)位，高頻噪聲無(wú)法有效互相抵消，則會(huì)產(chǎn)生的空間輻射；高速差分信號(hào)的串?dāng)_也是其輻射發(fā)射問(wèn)題產(chǎn)生的重要原因之一，信號(hào)過(guò)激勵(lì)或著欠激勵(lì)有時(shí)也產(chǎn)生嚴(yán)重的輻射發(fā)射問(wèn)題，都可以通過(guò)眼圖信息獲得。
