Eric Bogatin,信号完整性杂志技术编辑
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Eric Bogatin是《信号完整性杂志》的技术编辑,也是Teledyne LeCroy信号完整性学院的院长。此外,他还是科罗拉多大学博尔德分校电子电气工程系的兼职教授。Eric通过对所有可用信息进行分类,并在signalintegrityjournal.com上找到最优质的内容来提高信噪比。

EMC / EMI

实时FFT使EMI调试如此容易。

2017年8月14日

任何做过信号频谱分析的人都知道频谱分析仪的价值。但是,Lee Hill,创始人沉默的解决方案LLC & GmbH指出,传统的扫频调谐EMI频谱分析仪和步进调谐EMI接收器在被研究的信号不是稳态而是瞬态时,可能会产生误导或完全错误的测量结果。当试图调试电磁干扰暂态源或存在多个频率完全相同的源时,就会出现这种情况。

在华盛顿举行的2017年IEEE EMC研讨会上,Lee在现场演示环节中展示了一系列实际操作的演示。

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图1所示。李·希尔解释了来自多个数字设备的共同电流的动态频谱。

传统的电磁干扰频谱分析仪使用窄带调谐前端放大器,扫频范围很宽。当设置为高分辨率(窄带宽)时,一次扫描可能需要5 ~ 10秒。扫描时间过长不利于故障排除;噪声侦探希望看到电路的瞬时响应,因为他/她改变了电路的几何形状,增加了滤波器或屏蔽,等等。如果没有这种即时反馈,显示的光谱就不可能被正确地解释。

Lee是现场演示的常客,他展示了实时频谱分析仪如何在时域测量信号,并使用基于硬件的FFT实时处理和显示信号。作为额外的奖励,彩色的“持续模式”提供了信号统计的第三个维度,不仅告诉用户噪声信号的幅度和频率,还告诉用户它作为时间函数出现的频率。这使得仪器能够同时显示以相同频率出现的两个不同信号,通常称为“信号下的信号”。这意味着我们可以在具有挑战性的测量环境中跟踪动态变化的频谱。

“当我对被测设备做出改变时,”他一边摆弄着与电机PWM驱动器的连接一边说,“我可以实时看到频谱的哪一部分受到了影响。”这将我的调试时间提高了一个数量级。”

Lee演示了使用电流探头测量USB外设、电机控制器和小型数字电路板电缆外部的共模电流。当使用传统的扫描调谐频谱分析仪显示共模电流频谱时,通常会看到频谱显示不直观,并且无法显示在单个频率上产生噪声的多个物理源的存在。当时域信号发生变化时,频谱内容也会发生变化。李说,扫频或阶跃式前端无法捕捉到这种动态信息。这就是实时FFT功能的价值所在。通过快速调制干扰源,他能够实时显示频谱的某些特征是如何被调制的。

实时示波器/频谱分析仪除了能获得扫频频谱分析仪所能获得的所有信息外,还能给出动态频谱,这对瞬态信号特别是调试阶段的信号来说非常重要。

这是Lee在他的现场短期课程中演示EMC原则的许多现场演示之一,无论是现场还是他在世界各地进行的公开课程。他也是伍彻斯特理工学院的兼职教授,在那里他教授EMC的研究生课程。

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