利用泰克實(shí)時(shí)頻譜儀發(fā)現瞬態(tài)EMI問(wèn)題

該電子裝置為2.4GHz FSK射頻發(fā)射裝置，FSK速率約10KHz。該裝置安裝在某大型設備內部，定期將設備的工作參數傳送到中央控制機房。該裝置一般情況下工作正常，但如果有操作人員對大型設備進(jìn)行控制面板的操作，該發(fā)射裝置傳送回的數據有問(wèn)題，使得大型設備存在安全隱患。檢修時(shí)用誤碼儀測試，發(fā)現操作人員每次按大型設備控制面板按鍵，該電子裝置發(fā)射的FSK信號誤碼將劇增。更換大型設備控制面板及相關(guān)連接線(xiàn)，情況依舊。用頻譜儀監測操作大型設備控制面板時(shí)的FSK頻譜，并未發(fā)現問(wèn)題。

實(shí)測過(guò)程

我們首先拿MDO到客戶(hù)現場(chǎng)，依然用頻譜功能監測操作大型設備面板時(shí)的頻譜，也沒(méi)有發(fā)現問(wèn)題。我們分析可能是存在問(wèn)題為瞬態(tài)問(wèn)題，第二天特地帶來(lái)痛苦公司的實(shí)時(shí)頻譜儀RSA5106。由于FSK頻譜可能對發(fā)現問(wèn)題造成影響，我們建議客戶(hù)讓該電子裝置僅發(fā)射2.4GHz載波，操作大型設備面板，用RSA5106 DPX功能去查找問(wèn)題。由于RSA DPX功能可以100%發(fā)現頻域上駐留時(shí)間大于3.8uS的偶發(fā)事件，在按壓大型設備控制按鍵時(shí)，觀(guān)測到如下DPX頻譜：

在DPX頻譜中，顏色越蘭，表示信號駐留時(shí)間較長(cháng)，2.4GHz載波和底噪顏色較深，而那些暗淡的藍色表示在操作大型設備控制面板時(shí)，FSK發(fā)射裝置頻率發(fā)生了改變，只不過(guò)這個(gè)改變持續時(shí)間很短。利用RSA5106的頻域觸發(fā)功能，我們輕松將這一過(guò)程捕捉下來(lái)，然后進(jìn)行時(shí)間相關(guān)的多域分析，其結果如下：

在這一結果中，左上角顯示了FSK發(fā)射裝置2.4GHz載波在這一變化過(guò)程中的三圍頻譜，右上角顯示這一變化過(guò)程中的2.4GHz載波的幅度隨時(shí)間的變化，左下角為2.4GHz載波的頻譜，右下角為2.4GHz載波頻率隨時(shí)間的變化。由此測試結果可知，該2.4GHz載波在操作大型設備控制面板時(shí)，幅度基本不變，但頻率有瞬態(tài)畸變，最大變化約-16MHz，變化持續時(shí)間約470uS。由于大型設備控制面板按鍵為人工手動(dòng)，其重復時(shí)間約秒的量級，也就是說(shuō)，在1秒的重復周期內，2.4GHz載波的頻率在420uS瞬時(shí)內變化了16MHz，這種情況，普通頻譜儀很難監測到，這就是以前未能找到問(wèn)題的原因。由于該FSK發(fā)射裝置調制速率約10KHz，即周期約100uS，420uS頻率的變化足以引起誤碼。雖然找到了問(wèn)題，但如何解決此問(wèn)題？誤碼必須找到引起該問(wèn)題的根源。誤碼分析一下引起該問(wèn)題的前因后果：操作人員按了大型設備的按鍵引起監控發(fā)射裝置的性能變化。一般情況下，按鍵所能造成的干擾，不是在地線(xiàn)上，就是在電源上。于是我們將MDO4104-6的示波器通道1連接到FSK的供電電源上，按壓大型設備控制按鍵，果然在波形上監測到干擾毛刺：

雖然在按壓控制面板時(shí)FSK發(fā)射裝置的電源上有干擾毛刺，我們如何判斷這個(gè)干擾就是引起誤碼的根源？MDO獨特的跨域分析功能，跨域很好地將2.4GHz射頻信號與電源毛刺關(guān)聯(lián)起來(lái)。我們用MDO示波器通道1的電源毛刺做觸發(fā)，同時(shí)采集2.4GHz載波，并在時(shí)域中顯示2.4GHz載波的頻率隨時(shí)間變化的波形，得到如下結果：