浅谈社会场景下两种常见现场总线技术的EMC兼容性测试与认证方法

我曾经深入研究了现代电子技术的发展趋势,以及如何在社会环境中有效地应用和测试高速总线技术。随着各种电子设备的集成度不断提高,电磁辐射问题变得更加突出,而用户对于产品电磁兼容性的要求也日益增长。这迫使设计工程师寻找有效方法来降低产品的电磁干扰,并通过EMC兼容性测试和认证来满足市场标准。

传统的EMC设计和认证流程通常包括三个阶段:预测试、预认证以及最终的产品认证。在这个过程中,许多公司会选择将最后一个阶段委托给专业实验室,而自己只负责前两个阶段。如果在后续整改环节发现问题,这通常需要对电路进行调整甚至涉及PCB更改,这个过程往往复杂且耗时。

然而,设计人员希望能够尽早发现并解决这些问题,以避免未来可能面临的大量整改工作。但是,由于专业电磁兼容测试设备价格昂贵,对每个设计部门来说配备这样的设备是一个巨大的经济负担。此外,还有一些新的挑战出现,如突发通信和高速总线产生的问题,其特点是非持续性,与通信间隔和速率有关。传统的接收机捕获这些问题时存在局限性,即便立即检测到某一频点上的间歇性EMI,也无法为工程师提供足够信息以诊断其原因。

为了应对这些挑战,工程师们渴望使用示波器作为调试工具,因为如果示波器能提供EMI测试功能,将显著降低整个设计成本,并为工程师提供必要信息来加快设计与整改流程。不过目前市面上绝大多数示波器并不具备这样的能力,他们虽然都有FFT频谱分析功能,但精度较差、更新速度慢且不能灵活设置,不符合EMI预测试要求。

示波器缺乏所需性能主要由于以下几个原因:首先,是动态范围不足;其次,是算法与功能实现的问题。普通示波器没有与频谱分析仪相似的下变频电路,因此无法设置中心频率或分析范围。此外,如果增加参与FFT计算的样点,将极大降低频谱更新速度。而RS RTO 示波器则采用硬件实现的FFT运算,不受其他功能影响,即使打开多种测量分析功能,它们依然保持快速更新速度。此外,它们还具有实时重叠FFT算法,可以观察到同类设备难以看到边带信息,从而减少了波形漏失。

RTO 示例波器还有另一个重要特点,那就是它们可以进行高效率、高实时性的频谱更新,使之能够捕捉偶发发生的情报干扰信号,同时配合独有的触发条件设定,可以根据指定的一个或一段特定的频率区域,只要出现任何信号,就能自动触发并捕获,从而不仅显示出干扰本身,还可以进一步分析导致干扰事件发生的一系列具体因素,比如高速USB接口数据传输或者2.4GHz射頻模块唤醒状态等。

完成与EMI接收机类似的工作之一,就是使用示波器进行EMI预测试。RTO 示例波器可以提供类似于接收机一样完整的地图界面,然后我们可以设定符合EN标准的一个模板去观察整个系统是否满足标准要求,比如参照欧盟针对信息技术设备EN55015Q标准从9kHz至30MHz做出的辐射限制检查。

为了观测这种必不可少的手段,我们需要的是一些特殊探头以及放大装置。RS 公司拥有全套不同类型探头,便利用户探测芯片、电子回路以及连接口上的所有EMI相关问题。而他们专门用于扩展带宽可达3GHz 的放大机构,则帮助用户捕捉微小但又可能造成严重影响的小型EMI 信号

因此,在我们的日常工作中,若要用一种既强大的又易于操作的手段来进行这项任务,那么该工具必须具备很高动态范围、极低噪声水平、高级别正弦噪声抑制能力、超越同行业竞争者的快速采样速率及丰富细节显示能力,以及能够处理复杂场景下的优化策略。这就意味着我们需要利用那些专用的ASIC 电路集成芯片组合起来,以确保我们的工具不仅稳定可靠,而且具有强大的输出功率,让它成为真正支持我们追求卓越创新创造力的伙伴。不论是在实际生产环境还是在研发实验室,都应该选择那些经过验证且被证明效果卓越的心智演进方案才能最大限度地提升我们的竞争力。