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[原创] 【是德科技感恩月征文】如何使用示波器进行波形的EMC频谱分析

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发表于 2018-2-2 16:35 | 显示全部楼层 |阅读模式
是德科技公司(NYSE:KEYS)是全球领先的电子测量公司,通过在无线、模块化和软件解决方案等领域的不断创新,为您提供全新的测量体验。是德科技与惠普和安捷伦一脉相承,因此拥有世界一流的测量平台、软件和一致性测量技术,为无线通信、航空航天与国防以及半导体等市场提供最先进的测量解决方案。公司拥有 9,500 名员工,遍及全球 100 多个国家,为客户提供卓越服务。

是德科技公司的业务起源于美国惠普公司,是惠普公司电子测量集团1999年经重组成为安捷伦科技、2014年再次分拆上市而成立的一家高科技跨国公司。

是德科技(中国)有限公司为是德科技公司在中国的分支机构,总部设在北京,在上海、深圳、广州、成都等地设有多家分公司。现有员工800多名,业务涉及电子测量仪器、系统和相关软件,软件设计工具和服务等。

      我第一次接触到是德的仪器是大学时期,那是一台老式的HP5180A,那时候做模电,数电,高频电路等各种电路实验,是它伴随我走完整个本科时代。

      现在工作了,公司购买的DSOX3024,所有工作都得益于它的优秀表现:
   DSOX3024A 示波器:200 MHz,4 通道
   主要特性与技术指标
观察更长时间、更深入的信号细节:
• 同类产品中尺寸最大的显示屏:8.5 英寸 WVGA 显示屏
• 高达 1,000,000 个波形/秒的最快更新速率
• 最深的存储器:4 Mpts(可选,2Mpts 交叉标配)
四合一仪器可以提供更多功能:
• 一流的示波器
• 集成逻辑计时分析仪(MSO、可通过 DSOX3MSO 升级)
• 独有的内置 20 MHz 函数发生器: WaveGen
• 独有的以硬件为基础的协议分析仪
• 可升级性:可在购买后添加带宽、数字通道或 WaveGen
• 可选的串行协议分析应用包括:I2C、SPI、RS232、UART、CAN、LIN 和 I2S
• 分段存储器
• 模板测试

       我们在设计开关电源的时候,需要进行RF测试,那么怎么样使用您手中的示波器在公司内部进行辐射是否超标进行初步评估呢?在乘着是德科技的感恩月活动,把我自己的一些经验进行探讨一下,
第一:使用示波器观看波形.
比如在mos管S管脚,或者二极管的反向端,使用示波器直接进行波形测量,见下图

3.jpg
从示波器抓取的波形中分析波形是否有可能出现干扰,见下图,
7.jpg

波形的上升非常抖而且在波形最上方还有不停的非常窄的跳动,那么你的辐射测试很有可能是会在开关频率的倍数频点上出现超标,这时需要采取的措施是进行波形的吸收电路参数的修改,以及驱动开关管端的驱动信号的迟缓,但是得注意上升时间过长会导致开关损耗过大,从而导致开关管发热,效率过低,,,,
11.jpg

2,如果您的示波器具有FFT功能,那定位就更加方便了,从抓取的波形中进行频谱的分析,见下图,是使用示波器内部产生的1Khz的方波进行FFT变换,可以看到在1Khz的时候频谱功率最大,在其他的倍频点上也有功率的分布,

1..jpg

2.jpg

以下是我在一个开关电源的续流二极管端测试到的波形以及FFT变换,可以看出来开关频率在25K左右,那么我们就关注25K的各个倍频点上的频谱功率,来评估是否有哪些频谱点的功率会特别大,


8.jpg

我们设置频率为500Khz,中心频率为200K(正常情况是频率的/2,我这里为了观察200Khz的频点的功率,所以设置200k),可以从示波器中可以直接观察出来这个频点的能功率是多少。
图纸除了第一个25Khz功率最大以外,第三个,第五个波形幅值也很大,倒数第三个幅值也不小,所以在做设计的时候需要进行这些频率的控制,
5.jpg

6.jpg

下面是测量开关的管脚输出的波形以及FFT变换结果,
10.jpg

9.jpg

最后一个图是此次开关波形在5Mhz的范围内的功率分布。。

4.jpg


此内容由EEWORLD论坛网友飞扬自我原创,如需转载或用于商业用途需征得作者同意并注明出处

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 楼主| 发表于 2018-2-5 16:42 | 显示全部楼层
本帖最后由 飞扬自我 于 2018-2-5 16:45 编辑

如果是在测试了RF辐射超标得到超标频率点以后去整顿那么就更加有针对性了。
怎么样去操作呢?怎么使用示波器中的FFT来替代价格高昂的频谱分析仪甚至是EMC专用的接收机加近场探头?

1,假如是在350Mhz超标,以开关电源为例吧,
开关电源的主要干扰点开关管,续流二极管等方面是最严重的,当然还有其他的辐射热点,那么怎么样使用波形结合示波器的FFT功能进行定位呢?

A,首先可以测量开关管S或者D,在正常的工作情况下,抓取波形,进行FFT变换,去定位350Mhz附近的波形,即把中心频率设置在350Mhz,带宽设置为700M左右,这样可以看看+/-350M附近的频谱点功率的分布。

B,第二步,既然知道是干扰点的频率点,那么就判断哪个发射热点位置波形中有超标点的频率分量,找到位置后进行相应的压制措施,比如吸收,或者进行延缓,或者进行转移能量流过的路径,,,



点评

可以代替频谱分析仪了 用示波器到这种地步一定是高手了,,, 不错  详情 回复 发表于 2018-2-10 12:14

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发表于 2018-2-10 12:14 | 显示全部楼层
飞扬自我 发表于 2018-2-5 16:42
如果是在测试了RF辐射超标得到超标频率点以后去整顿那么就更加有针对性了。
怎么样去操作呢?怎么 ...

可以代替频谱分析仪了
用示波器到这种地步一定是高手了,,,
不错


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 楼主| 发表于 2018-2-11 19:12 | 显示全部楼层
承让承让。。


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一粒金砂(中级)

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发表于 2018-3-1 08:58 | 显示全部楼层
学习了!!!谢谢分享!!


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 楼主| 发表于 2018-3-8 21:25 | 显示全部楼层
BtronXu 发表于 2018-3-8 13:49
免费提供EMC测试及整改方案!13554890865

回复可以,但是不要打广告,呵呵


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