利用泰克实时频谱仪发现瞬态EMI问题
2015-10-09
该电子装置为2.4GHz FSK 射频发射装置，FSK 速率约10KHz。该装置安装在某大型设备内部，定期将设备的工作参数传送到中央控制机房。该装置一般情况下工作正常，但如果有操作人员对大型设备进行控制面板的操作，该发射装置传送回的数据有问题，使得大型设备存在安全隐患。检修时用误码仪测试，发现操作人员每次按大型设备控制面板按键，该电子装置发射的FSK 信号误码将剧增。更换大型设备控制面板及相关连接线，情况依旧。用频谱仪监测操作大型设备控制面板时的FSK 频谱，并未发现问题。
实测过程
z6尊龙凯时首先拿MDO 到客户现场，依然用频谱功能监测操作大型设备面板时的频谱，也没有发现问题。z6尊龙凯时分析可能是存在问题为瞬态问题，由于FSK 频谱可能对发现问题造成影响，z6尊龙凯时建议客户让该电子装置仅发射2.4GHz 载波，操作大型设备面板，用RSA5106 DPX功能去查找问题。由于RSA DPX 功能可以100% 发现频域上驻留时间大于3.8uS 的偶发事件，在按压大型设备控制按键时，观测到如下DPX 频谱：
在DPX 频谱中，颜色越兰，表示信号驻留时间较长，2.4GHz 载波和底噪颜色较深，而那些暗淡的蓝色表示在操作大型设备控制面板时，FSK 发射装置频率发生了改变，只不过这个改变持续时间很短。利用RSA5106 的频域触发功能，z6尊龙凯时轻松将这一过程捕捉下来，然后进行时间相关的多域分析，其结果如下：
在这一结果中，左上角显示了FSK 发射装置2.4GHz载波在这一变化过程中的三围频谱，右上角显示这一变化过程中的2.4GHz 载波的幅度随时间的变化，左下角为2.4GHz 载波的频谱，右下角为2.4GHz 载波频率随时间的变化。由此测试结果可知，该2.4GHz 载波在操作大型设备控制面板时，幅度基本不变，但频率有瞬态畸变，最大变化约-16MHz，变化持续时间约470uS。由于大型设备控制面板按键为人工手动，其重复时间约秒的量级，也就是说，在1 秒的重复周期内，2.4GHz 载波的频率在420uS 瞬时内变化了16MHz，这种情况，普通频谱仪很难监测到，这就是以前未能找到问题的原因。由于该FSK 发射装置调制速率约10KHz，即周期约100uS，420uS 频率的变化足以引起误码。虽然找到了问题，但如何解决此问题？误码必须找到引起该问题的根源。误码分析一下引起该问题的前因后果：操作人员按了大型设备的按键引起监控发射装置的性能变化。一般情况下，按键所能造成的干扰，不是在地线上，就是在电源上。于是z6尊龙凯时将MDO4104-6 的示波器通道1 连接到FSK 的供电电源上，按压大型设备控制按键，果然在波形上监测到干扰毛刺：
虽然在按压控制面板时FSK 发射装置的电源上有干扰毛刺，z6尊龙凯时如何判断这个干扰就是引起误码的根源？MDO 独特的跨域分析功能，跨域很好地将2.4GHz 射频信号与电源毛刺关联起来。z6尊龙凯时用MDO 示波器通道1 的电源毛刺做触发，同时采集2.4GHz 载波，并在时域中显示2.4GHz 载波的频率随时间变化的波形，得到如下结果：
由测试结果可以看出，电源毛刺出现后，2.4GHz 载波的频率随之发生畸变，其变化的波形与RSA5106 所测试的波形相同，持续时间都是470uS 左右。调整上图上半部分代表频谱分析时间窗的橙色条在时间轴上的位置，z6尊龙凯时可以看到2.4GHz 载波频谱变化的过程：
通过这一测试，z6尊龙凯时可以断定引起FSK 发射装置误码的根源就是按压大型设备控制按键所造成的传导EMI干扰问题，只需在FSK 发射装置电源上适当滤波，就很容易解决。
总结：
本案充分展现了EMI 诊断与EMI 预认证的关系。泰克实时频谱仪相当于EMI 预认证测试仪，该仪表具有发现瞬态EMI 的优势，并且能够测试EMI 的影响。即使如此高端的频谱仪，也无法追踪EMI 的真正来源。MDO 跨域分析特性，轻松诊断出该EMI 与电源瞬态波动的关系，顺利地追踪到EMI 的根源。
泰克产品链接：//1000qsw.com/plus/list.php?tid=58
