在開發(fā)電子產(chǎn)品的過(guò)程中，電磁干擾（EMI）可能會(huì)導(dǎo)致許多問(wèn)題，可能會(huì)在模擬電路上出現(xiàn)很大的噪聲，可能導(dǎo)致通訊亂碼，可能導(dǎo)致芯片無(wú)規(guī)律重啟，可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)字電路有莫名其妙的誤動(dòng)作。
硬件工程師通常會(huì)把主要注意力放在硬件產(chǎn)品的原理圖和PCB圖的設(shè)計(jì)上，其實(shí)成品的可靠性和抗干擾性能是更大的一個(gè)需要關(guān)注的課題。對(duì)于經(jīng)驗(yàn)不是很足的硬件工程師，除了在設(shè)計(jì)時(shí)使用信號(hào)完整性理論進(jìn)行優(yōu)化，在樣機(jī)出現(xiàn)干擾性問(wèn)題后，更需要有工具實(shí)際的幫助鎖定PCB上的電磁干擾分布，然后分析優(yōu)化，再次驗(yàn)證，直到問(wèn)題解決。
為了最大限度地減少電磁干擾的影響，各個(gè)國(guó)家的政府機(jī)構(gòu)都制定并實(shí)施了針對(duì)各個(gè)產(chǎn)品類型的EM輸出的嚴(yán)苛標(biāo)準(zhǔn)，一般我們稱為電磁兼容性（EMC）測(cè)試。所有電子相關(guān)的產(chǎn)品在上市前必須強(qiáng)制性通過(guò)電磁兼容性測(cè)試。
我們今天介紹的檢測(cè)EMI電磁干擾的工具就是LOTO示波器的E01模塊。這個(gè)模塊可以加在你的示波器或者LOTO的虛擬示波器上，使用FFT分析的功能，實(shí)時(shí)顯示示波器帶寬內(nèi)的EMC電磁干擾頻譜。
圖上這個(gè)EMI測(cè)試系統(tǒng)由電磁近場(chǎng)探頭和射頻模塊以及LOTO示波器組成，正在測(cè)PCB電路上的DC電源模塊周邊的電磁干擾的頻譜分布，我們?cè)谖恼潞竺鏁?huì)把整個(gè)的測(cè)試過(guò)程的視頻放出來(lái)。
電磁干擾測(cè)試的基本原理是PCB的布線中通過(guò)的電流，會(huì)在它的周圍產(chǎn)生電磁場(chǎng)，通過(guò)近場(chǎng)探頭，將這些電磁線感應(yīng)成電壓，然后做出頻譜圖，我們就知道這個(gè)位置的電磁干擾分布的頻率和相對(duì)強(qiáng)度了。
電磁輻射最常見(jiàn)的產(chǎn)生方式是導(dǎo)體中電流的突變或者電壓的驟升，輻射的路徑通過(guò)PCB走線，器件的引腳，連接器或者是其它的金屬介質(zhì)，包括機(jī)箱，機(jī)架或者是產(chǎn)品的外殼。電磁輻射實(shí)際上是指電場(chǎng)和磁場(chǎng)的相互作用，相互影響。它常常被這樣描述：正交時(shí)變的電場(chǎng)和磁場(chǎng)的傳播，如下圖所示。
磁場(chǎng)近場(chǎng)探頭使用方法
近場(chǎng)探頭感應(yīng)到的電磁信號(hào)經(jīng)過(guò)放大調(diào)理后，就可以輸入給頻譜分析了。一般會(huì)有大小不同的近場(chǎng)探頭，大一些的因?yàn)榭梢匀M(jìn)來(lái)的電磁場(chǎng)更多，所以會(huì)更靈敏，但是因?yàn)榇?，所以不能更精確的定位，小一點(diǎn)的近場(chǎng)探頭雖然會(huì)稍微沒(méi)有大的靈敏，但是能更精確的定位位置。
對(duì)信號(hào)進(jìn)行頻譜分析其實(shí)用兩種主要的方式，一種是掃頻式的，這種不是實(shí)時(shí)的，是對(duì)各個(gè)頻譜點(diǎn)分別進(jìn)行掃描和取值然后組成一幅頻譜圖，優(yōu)點(diǎn)是可以做到很高的頻率范圍，一般是幾個(gè)G的頻譜范圍。另一種是實(shí)時(shí)的，就是使用示波器的FFT功能直接對(duì)信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)的頻譜分析，優(yōu)點(diǎn)是反映很快，缺點(diǎn)是能分析的頻譜范圍受限于示波器本身的采樣率和帶寬。
我們推薦使用的是第二種方式，因?yàn)榈诙N性價(jià)比比較高。我們大部分的電路中的干擾，其實(shí)都是在幾M甚至幾十M，100M以上的噪聲干擾基本上不常見(jiàn)，除非是射頻電路才會(huì)考慮更高的干擾。而且，使用示波器組成EMI測(cè)試系統(tǒng)還可以在不用的時(shí)候不耽誤作為示波器使用。
圖片由LOTO儀器提供
使用E01模塊可以快速地識(shí)別問(wèn)題，有效地節(jié)約時(shí)間和經(jīng)濟(jì)成本，測(cè)出的干擾頻譜可以在你下一款產(chǎn)品進(jìn)行EMC測(cè)試時(shí)提供很有價(jià)值的參考。
需要注意的是，這樣的EMC測(cè)試可以幫助硬件工程師高性價(jià)比地識(shí)別和解決可能會(huì)阻礙EMC認(rèn)證的問(wèn)題，并不能完全替代認(rèn)證實(shí)驗(yàn)室的EMC合規(guī)測(cè)試。
具體操作演示可以參考視頻：
視頻中使用LOTO的OSCH02示波器搭配E01模塊對(duì)裝了外殼和不裝外殼的同一款電路板進(jìn)行了EMC測(cè)試，并且分析了問(wèn)題，OSCH02的模擬帶寬是100M，所以這個(gè)搭配的系統(tǒng)可以檢測(cè)PCB板上100M以內(nèi)的電磁干擾的情況。
