Analizzare i problemi EMI con gli oscilloscopi R&S®RTO/R&S®RTE

L'oscilloscopio digitale R&S®RTO/R&S®RTE è uno strumento prezioso per l'analisi dei problemi EMI nei prodotti 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.

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Attività da eseguire

Quando si devono risolvere dei problemi di interferenza elettromagnetica (EMI), i progettisti elettronici hanno il difficile compito di identificare le fonti delle emissioni indesiderate e di 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'attività molto costosa e che, spesso, introduce dei notevoli ritardi nel lancio di nuovo prodotto sul mercato.

Soluzione di misura e collaudo

L'oscilloscopio digitale R&S®RTO/RTE è uno strumento potente nelle mani dei progettisti per la risoluzione dei problemi EMI. Insieme a un set di sonde per campo vicino, 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 assicurano la possibilità di analisi anche delle emissioni più deboli. L'implementazione della trasformata di Fourier veloce (FFT) dell'oscilloscopio R&S®RTO/RTE offre una rapida velocità di aggiornamento, mentre il calcolo sovrapposto della FFT e la visualizzazione a persistenza forniscono informazioni utili sulla struttura delle emissioni indesiderate. Ciò aiuta il progettista a individuare rapidamente la sorgente dell'emissione indesiderata.

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

Comoda navigazione nel dominio della frequenza con l'interfaccia familiare di un analizzatore di spettro.
Comoda navigazione nel dominio della frequenza con l'interfaccia familiare di un analizzatore di spettro.

Applicazione

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 ottenere 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 disponibile negli oscilloscopi R&S®RTO/RTE è caratterizzata dall'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/RTE regola conseguentemente le impostazioni del dominio del tempo in modo automatico, agevolando la navigazione nel dominio di frequenza.

Inoltre, il segnale acquisito nel dominio del tempo è disponibile contemporaneamente per l'analisi. La larghezza di banda di acquisizione FFT massima corrisponde alla larghezza di banda dell'oscilloscopio R&S®RTO/RTE. Ad esempio, l'oscilloscopio R&S®RTO1044 consente una rapida panoramica di tutte le emissioni del dispositivo di test, da 0 Hz a 4 GHz.

Acquisire gli eventi sporadici con la funzione maschera di frequenza.
Acquisire gli eventi sporadici con la funzione maschera di frequenza.
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Unisce il calcolo della FFT in modalità overlap con la visualizzazione codificata a colori delle componenti spettrali

L'implementazione della FFT sovrapposta nell'oscilloscopio R&S®RTO/RTE divide, innanzitutto, automaticamente il segnale acquisito nel dominio del tempo in segmenti sovrapposti. In una seconda fase, calcola la FFT per ciascun segmento, per poter visualizzare anche i segnali intermittenti, come gli interferenti di tipo impulsivo. Il colore delle linee spettrali risultanti codificato in base alla frequenza di occorrenza e 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 di mitigazione 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 le maschere di frequenza

Il debugging delle emissioni intermittenti o sporadiche è il più difficile da eseguire. le emissioni sono difficili da acquisire e non facili da analizzare. La funzione maschera presente negli oscilloscopi R&S®RTO/RTE facilita l'acquisizione di questi eventi. Dopo la violazione della maschera, l'acquisizione si interrompe automaticamente e l'utente può regolare le impostazioni di FFT, come la larghezza di banda di risoluzione o il gate e utilizzare ulteriori strumenti come i cursori per effettuare un'analisi più dettagliata.

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