Application Notes

Analisi di problemi EMI con un oscilloscopio

L'oscilloscopio R&S®RTO è un prezioso strumento per analizzare i problemi di interferenza elettromagnetica (EMI) nei sistemi elettronici. L'elevata sensibilità di ingresso, l'elevato range dinamico e le potenti funzionalità di elaborazione della trasformata FFT sono caratteristiche chiave per catturare e analizzare le emissioni indesiderate.

Attività da eseguire

Quando devono risolvere dei problemi di interferenza elettromagnetica (EMI), i progettisti elettronici hanno il difficile compito di identificare le fonti delle emissioni indesiderate e trovare una soluzione. Spesso, l'unica informazione fornita dal laboratorio di prova della compatibilità elettromagnetica (EMC) è una curva di spettro che indica le frequenze in cui le emissioni sono critiche o violano i limiti. Effettuare ripetutamente le prove di conformità EMC in un laboratorio specializzato per identificare e risolvere i problemi è un'attiva molto costosa e che, spesso, introduce dei notevoli ritardi nel lancio di nuovo prodotto sul mercato.

Agevole navigazione nel dominio della frequenza con un'interfaccia familiare di un analizzatore di spettro
Agevole navigazione nel dominio della frequenza con un'interfaccia familiare di un analizzatore di spettro
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Soluzione di misura

L'oscilloscopio R&S®RTO è uno strumento potente nelle a disposizione dei progettisti per la risoluzione dei problemi EMI. Insieme a un set di sonde di campo vicino, l'oscilloscopio esso consente al progettista di individuare e analizzare rapidamente i problemi EMI. L'elevato range dinamico e l'elevata sensibilità in ingresso di 1 mV/div danno la possibilità di identificare e analizzare anche le emissioni più deboli. L'elaborazione della trasformata veloce di Fourier (FFT) all'interno dell'oscilloscopio R&S®RTO offre una velocità di aggiornamento elevata e permette di osservare i risultati della FFT con modalità di visualizzazione a persistenza, che forniscono informazioni importanti sulla struttura e sull'origine delle emissioni indesiderate. Ciò aiuta il progettista a individuare rapidamente la sorgente dell'emissione indesiderata.

Rohde & Schwarz offre il set di sonde di campo vicino compatte R&S®HZ-15, una soluzione particolarmente utile per la risoluzione dei problemi EMI nei sistemi elettronici embedded. La sonda più compatta di questo set consente di catturare le emissioni di campo vicino da captate da singole linee del circuito. Le sonde R&S®HZ-15 coprono il range di frequenza da 30 MHz a 3 GHz. Possono anche essere utilizzate al di sotto dei 30 MHz con sensibilità ridotta. Il preamplificatore R&S®HZ-16 opzionale offre un guadagno di 20 dB nel range di frequenza da 100 kHz a 3 GHz, nel caso fosse necessaria una maggiore sensibilità.

Acquisire gli eventi sporadici con la funzione della maschera di frequenza
Acquisire gli eventi sporadici con la funzione della maschera di frequenza
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Facile da configurare

  • Sono necessari solo alcuni passaggi per cominciare col piede giusto le attività di risoluzione dei problemi EMI:
  • Premere "PRESET" per iniziare con una configurazione ben definita
  • Collegare una sonda di campo vicino a un canale di ingresso
  • Impostare la scala verticale del canale tra
  • 1 mV/div e 5 mV/div per una sensibilità elevata e impostare l'accoppiamento su 50 Ω
  • Abilitare la funzione FFT mediante l'icona FFT della barra degli strumenti
  • Abilitare la tabella colori per il segnale FFT tramite display ▷ signal colors ▷ enable color table
  • Ingrandire la scala orizzontale a 40 μs/div per una registrazione lunga


Larghezza di banda di acquisizione elevata e navigazione agevole nel dominio della frequenza

La funzione FFT dell'oscilloscopio R&S®RTO FFT ha l'interfaccia familiare di un analizzatore di spettro. La finestra di dialogo di configurazione FFT offre i comandi di base dell'analizzatore di spettro, come la frequenza di inizio e di arresto e la larghezza di banda della risoluzione. In modalità FFT, l'oscilloscopio R&S®RTO regola conseguentemente le impostazioni del dominio del tempo in modo automatico, . agevolando la navigazione nel dominio di frequenza. Inoltre, il segnale del dominio del tempo acquisito è disponibile contemporaneamente per l'analisi. La larghezza di banda di acquisizione FFT massima corrisponde alla larghezza di banda del modello R&S®RTO. Ad esempio, l'oscilloscopio R&S®RTO2044 consente di ottenere una rapida panoramica di tutte le emissioni del dispositivo in prova, da 0 Hz a 4 GHz.

Unisce il calcolo della FFT in modalità overlap con la visualizzazione codificata a colori delle componenti spettrali

Il calcolo della FFT in modalità sovrapposta (overlap) nell'oscilloscopio R&S®RTO divide innanzitutto automaticamente il segnale del dominio del tempo acquisito in segmenti sovrapposti. In una seconda fase, calcola la FFT per ciascun segmento, per poter visualizzare anche i segnali intermittenti, come gli interferenti del tipo a impulso. Il colore delle linee spettrali risultanti codificato in base alla frequenza di occorrenza visualizza i segnali intermittenti.

Calcolo della FFT su segmenti sovrapposti
Calcolo della FFT su segmenti sovrapposti

FFT con gate temporale per l'analisi correlata tempo-frequenza

Con la funzione FFT con gate temporale è possibile limitare l'analisi dello spettro a una specifica regione del segnale definita dall'utente. È possibile correlare emissioni spettrali eccessive a specifici intervalli di tempo di in un segnale. Le applicazioni tipiche comprendono la correlazione delle emissioni indesiderate dovute a fronti rapidi del segnale negli alimentatori a commutazione o ai trasferimenti di dati sui bus più veloci. Dopo aver individuato il problema, il progettista può facilmente verificare l'efficacia delle diverse soluzioni adottate, come l'inserimento di condensatori di blocco o la riduzione dei tempi di salita/discesa dei fronti del segnale, osservando il cambiamento ottenuto nel livello dell'emissione spettrale.

Acquisizione di eventi sporadici con il trigger a zona

Il debugging delle emissioni intermittenti o sporadiche è il più difficile da eseguire; . le emissioni sono difficili da acquisire e non facili da analizzare. Il trigger a zona nel dominio di tempo e frequenza rende possibile far scattare il trigger degli oscilloscopi R&S®RTO solo al verificarsi di tali eventi. Per effettuare analisi aggiuntive, l’utente può regolare le impostazioni della FFT, come la larghezza di banda di risoluzione o il gate temporale. Per un’analisi più dettagliata sono disponibili strumenti aggiuntivi come i cursori.