EMI測試那點(diǎn)事——利用MDO 診斷無(wú)線(xiàn)POS 機EMI 問(wèn)題

該無(wú)線(xiàn)POS機已經(jīng)在該公司初步研發(fā)成型，由于該產(chǎn)品要利用中國移動(dòng)900M GSM網(wǎng)絡(luò )傳輸刷卡信息，除了EMC認證標準外，還要對移動(dòng)通信性能指標進(jìn)行測試。經(jīng)過(guò)幾次測試，發(fā)現該產(chǎn)品GSM900M接收靈敏度僅為-70dBm，遠未達到-90dBm的指標。該公司有頻譜儀，用該儀器已經(jīng)發(fā)現這款無(wú)線(xiàn)POS機在900MHz頻帶內存在非常嚴重的EMI問(wèn)題。為此，該公司設計人員對電路板無(wú)線(xiàn)部分設計幾經(jīng)改動(dòng)，但對EMI的降低效果并不明顯。

實(shí)測過(guò)程：

在MDO上連接好近場(chǎng)探頭后，用MDO頻譜儀功能測試該無(wú)線(xiàn)POS機電路板的射頻輻射，中心頻率設定為1GHz，跨度為2GHz，測試結果顯示，該電路板EMI問(wèn)題延續至1.8GHz， 在100MHz時(shí)EMI幅度達-60dBm，900MHz~1GHz達-70dBm， 這基本上驗證了該公司用頻譜儀測試的結果。由于EMI在900MHz的輻射強度大-70dBm， 當中國移動(dòng)GSM900MHz下行信號比-70dBm低時(shí)，將被EMI干擾所淹沒(méi)，該POS機將無(wú)法接收，因此其接收靈敏度只能達到-70dBm。

上述EMI頻譜為典型的方波頻譜，但典型的方波頻譜中僅包含奇次諧波，而此EMI頻譜中包含偶次充分。另外，方波頻譜5次以上的諧波幅度應該很低，但此EMI頻譜包含極高次諧波分量。為進(jìn)一步探尋此EMI的根源，我們將MDO通道1探頭連接到該無(wú)線(xiàn)POS機電路板時(shí)鐘端子，得到時(shí)鐘與頻譜跨域顯示。

通道1顯示的時(shí)鐘紋波較大，這可說(shuō)明該EMI頻譜中為什么包含偶次諧波成分，但并不能找到EMI頻譜擴展到900MHz的根源。為此，我們將MDO時(shí)基調小，得到通道1時(shí)鐘信號展開(kāi)后的波形與EMI頻譜的對應圖，我們發(fā)現該時(shí)鐘信號的抖動(dòng)非常嚴重，這就是造成該EMI頻譜擴展到900MHz的原因。

與該公司設計人員討論后，得知該電路板時(shí)鐘信號是由晶振經(jīng)一個(gè)分頻電路整形后產(chǎn)生的，以前他們也曾懷疑時(shí)鐘問(wèn)題，但用示波器測試晶振輸出，波形相當理想，便未懷疑時(shí)鐘問(wèn)題。為此，設計人員斷開(kāi)分頻整形部分，將晶振輸出的時(shí)鐘信號直接飛線(xiàn)為電路板的時(shí)鐘，再測試該電路板EMI頻譜如下：

由此頻譜圖可見(jiàn)， 該時(shí)鐘的高次諧波沒(méi)有超過(guò)200MHz，900MHz時(shí)的已經(jīng)沒(méi)有EMI問(wèn)題，可確認該無(wú)線(xiàn)POS機EMI問(wèn)題由電路板上的時(shí)鐘分頻與整形電路引起。由于該無(wú)線(xiàn)POS機的工作時(shí)鐘必須是分頻后的時(shí)鐘，找到EMI根源后，設計人員需重新設計分頻及整形電路。

案例總結：

本案例除了應用了MDO的頻譜分析功能外，還應用了MDO示波器與頻譜跨域顯示功能，利用此功能，輕松地找到了EMI的問(wèn)題所在。