R&S®RTO/R&S®RTE를 이용한 EMI 문제 분석

목표

EMI(Electromagnetic Interference) 문제의 디버깅을 위해 전장 설계 엔지니어는 불요 방사의 소스를 식별하고 그 해결 방법을 개발해야 하는 문제에 직면합니다. 하지만, EMC 테스트 결과에서 전달되는 정보는 방사가 임계치이거나 한계를 위반하는 주파수인지 여부를 나타내는 스펙트럼 곡선뿐인 경우가 많습니다. 게다가 EMC 컴플라이언스 연구소에서 문제를 식별 및 해결하기 위한 반복적 테스트는 많은 비용이 발생하며 제품 출시를 크게 지연시키기도 합니다.

T&M 솔루션

R&S^®RTO / RTE 디지털 오실로스코프는 설계 엔지니어의 책상에서 EMI 문제를 디버깅하는 강력한 도구입니다. 이 도구를 근접 필드 프로브 세트와 함께 사용하면 EMI 문제를 신속하게 찾아서 분석할 수 있습니다. 높은 다이내믹 레인지와 1mV/div의 높은 입력 감도 덕분에 매우 약한 방출도 분석할 수 있습니다. R&S^®RTO/RTE 고속 푸리에 변환(FFT) 구현은 빠른 업데이트 속도를 제공하며, FFT 프레임 오버레이 처리 및 지속성 디스플레이는 원하지 않는 방출의 구조를 분석할 수 있게 해줍니다. 설계자는 이를 통해 방사 소스를 빠르게 검출할 수 있습니다.

로데슈바르즈는 임베디드 디자인의 EMI 디버깅에 특히 유용한 소형 R&S^®HZ-15 근접 필드 프로브 세트를 제공합니다. 이 세트의 가장 작은 프로브는 단일 회로 라인에서 니어 필드 방사를 캡처할 수 있습니다. R&S^®HZ-15는 30MHz ~ 3GHz의 주파수 범위를 커버하며, 민감도를 낮출 경우 30MHz 미만의 주파수 범위도 포착할 수 있습니다. 옵션인 R&S^®HZ-16 프리앰프는 더욱 높은 민감도가 필요할 경우 100kHz ~ 3GHz의 주파수 범위에서 20dB의 게인을 제공합니다.

적용 사례

간편한 셋업

몇 단계의 조작만으로 EMI 디버깅 세션을 시작할 수 있습니다.

• 기본 설정을 이용해 시작하려면 "Preset"(기본 설정)을 누르십시오.
• 니어필드 프로브를 입력 채널에 연결합니다
• 높은 민감도를 원하면 채널의 수직 스케일을 1mV/div ~ 5mV/div 범위에서 설정하고 커플링을 50Ω으로 설정하십시오.
• FFT 도구 모음 아이콘으로 FFT 기능을 활성화합니다
• 디스플레이 ▷ 신호 색상 ▷ 색상 표 사용을 통해 FFT 신호의 색상 표를 사용 설정하십시오.
• 긴 포착 시간을 원하시면 수평 스케일을 40μs/div로 확장하십시오.

높은 캡처 대역폭 및 주파수 도메인의 간편한 탐색

R&S^®RTO/RTE FFT는 스펙트럼 분석기와 인터페이스가 비슷합니다. FFT 설정 대화상자에서는 시작 및 정지 주파수, 분해능 대역폭과 같은 기본 스펙트럼 분석기 컨트롤을 사용할 수 있습니다. FFT 모드에서는 R&S^®RTO/RTE가 시간 도메인 설정을 자동으로 조정합니다. 이러한 기능으로 주파수 도메인 탐색을 손쉽게 수행할 수 있습니다.

캡처된 시간 도메인 신호도 동시에 분석에 사용할 수 있습니다. 최대 FFT 포착 대역폭은 R&S^®RTO/RTE 모델의 대역폭을 가리킵니다. 예를 들어 R&S^®RTO1044를 이용하면 0Hz ~ 4GHz 범위인 모든 테스트 기기의 방출을 간략하게 확인할 수 있습니다.

스펙트럼 성분을 컬러 코딩 디스플레이로 FFT 구현에 오버랩

1단계에서 R&S®RTO/RTE의 중복 FFT 구현은 캡처된 시간 도메인 신호를 중복 세그먼트로 자동 분할합니다. 2단계에서는 펄스 유형 간섭 소자와 같은 간헐적 소자를 표시하기 위한 각 세그먼트의 FFT를 계산합니다. 측정된 스펙트럼 라인을 발생 주파수에 따라 컬러 코딩할 경우 간헐적 신호를 시각화할 수 있습니다.

시간-주파수 상관관계 분석을 위한 Gated FFT

Gated FFT를 사용하면 스펙트럼 분석을 캡처된 신호-도메인 신호의 사용자 정의 영역으로 제한할 수 있습니다. 과도한 스펙트럼 방사는 해당 신호의 점유 시간에 연관된 결과일 수 있습니다. 일반적인 적용 사례의 예를 들면 불요 방사와 Switched-Mode 전원공급장치의 고속 스윗칭 엣지 또는 버스 인터페이스의 데이터 전송과의 상관관계 분석이 있습니다. 설계 엔지니어가 문제를 식별하면 스펙트럼 방사의 레벨 변화를 관찰하여 커패시터 차단, 상승/하강 시간 감소 등의 다양한 솔루션의 유효성을 손쉽게 확인할 수 있습니다.

주파수 마스크를 이용한 간헐적 이벤트 포착

간헐적 또는 산발적 방사는 디버깅이 가장 어렵습니다. 이러한 방사는 캡처가 어렵고 분석도 쉽지 않습니다. R&S^®RTO/RTE 마스크 도구를 이용하면 간헐적 방출을 쉽게 포착할 수 있습니다. 마스크 위반이 발생하면 수집이 자동으로 중지되고, 분해능 대역폭이나 게이트와 같은 FFT 설정을 조정할 수 있으며, 커서와 같은 추가 도구를 사용하여 더욱 자세한 분석을 할 수 있습니다.