EMI测试那点事——利用MDO 诊断无线POS 机EMI 问题

2015-05-20 11:18:49来源: ednchina
面临的问题:

该无线POS 机已经在该公司初步研发成型,由于该产品要利用中国移动900M GSM 网络传输刷卡信息,除了EMC 认证标准外,还要对移动通信性能指标进行测试。经过几次测试,发现该产品GSM900M 接收灵敏度仅为-70dBm,远未达到-90dBm 的指标。该公司有频谱仪,用该仪器已经发现这款无线POS机在900MHz 频带内存在非常严重的EMI 问题。为此,该公司设计人员对电路板无线部分设计几经改动,但对EMI 的降低效果并不明显。

 

实测过程:

MDO 上连接好近场探头后,用MDO 频谱仪功能测试该无线POS 机电路板的射频辐射,中心频率设定为1GHz,跨度为2GHz,测试结果显示,该电路板EMI 问题延续至1.8GHz, 在100MHz 时EMI 幅度达-60dBm,900MHz~1GHz 达-70dBm, 这基本上验证了该公司用频谱仪测试的结果。由于EMI在900MHz 的辐射强度大-70dBm, 当中国移动GSM900MHz 下行信号比-70dBm 低时,将被EMI 干扰所淹没,该POS 机将无法接收,因此其接收灵敏度只能达到-70dBm。

 

上述EMI 频谱为典型的方波频谱,但典型的方波频谱中仅包含奇次谐波,而此EMI 频谱中包含偶次充分。另外,方波频谱5 次以上的谐波幅度应该很低,但此EMI 频谱包含极高次谐波分量。为进一步探寻此EMI的根源,我们将MDO 通道1 探头连接到该无线POS机电路板时钟端子,得到时钟与频谱跨域显示。

 

 

通道1 显示的时钟纹波较大,这可说明该EMI 频谱中为什么包含偶次谐波成分,但并不能找到EMI 频谱扩展到900MHz 的根源。为此,我们将MDO 时基调小,得到通道1 时钟信号展开后的波形与EMI 频谱的对应图,我们发现该时钟信号的抖动非常严重,这就是造成该EMI 频谱扩展到900MHz 的原因。

 

 

与该公司设计人员讨论后,得知该电路板时钟信号是由晶振经一个分频电路整形后产生的,以前他们也曾怀疑时钟问题,但用示波器测试晶振输出,波形相当理想,便未怀疑时钟问题。为此,设计人员断开分频整形部分,将晶振输出的时钟信号直接飞线为电路板的时钟,再测试该电路板EMI 频谱如下:

 

 

由此频谱图可见, 该时钟的高次谐波没有超过200MHz,900MHz 时的已经没有EMI 问题,可确认该无线POS 机EMI 问题由电路板上的时钟分频与整形电路引起。由于该无线POS 机的工作时钟必须是分频后的时钟,找到EMI 根源后,设计人员需重新设计分频及整形电路。

 

案例总结:

本案例除了应用了MDO 的频谱分析功能外,还应用了MDO 示波器与频谱跨域显示功能,利用此功能,轻松地找到了EMI 的问题所在。

关键字:EMI测试  MDO  无线POS机

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2015/0520/article_11832.html
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