Az R&S®RTO-sorozatú digitális oszcilloszkópok kitűnően használhatók elektronikus rendszerekben fellépő elektromágneses zavarok elemzésére is. Nagy bemeneti érzékenységük, széles dinamikatartományuk és igen hatékony FFT-funkciójuk kulcsjelentőségű a parazita jelek befogásához és elemzéséhez

A megoldandó feladat

Elektromágneses zavarással (EMI) kapcsolatos hibakeresések során egyrészt be kell határolnunk a nemkívánt jelek forrását, másrészt megoldást kell találnunk a problémára. Sok esetben az EMC-laboratóriumok csupán spektrumképeket bocsátanak rendelkezésre, megjelölve azokat a frekvenciákat, amelyeken a mért eredmények kritikusak, vagy átlépik a határértékeket. Komoly költségekkel jár és jelentősen késleltetheti egy termék bevezetését, ha a hibajelenségek behatárolása és megoldása érdekében többször kell ismételten EMC-minősítő laboratóriumhoz fordulni.

A méréstechnikai megoldás

Az R&S®RTO típusú digitális oszcilloszkóp igen hatékony eszköz a tervezőmérnökök kezében az EMI-jelenségek felfedésére. Közeltéri mérőfejkészlettel együtt használva gyorsan behatárolhatók és elemezhetők vele az elektromágneses zavarok. A műszer széles dinamikatartományának és 1 mV/osztásig növelhető, nagy bemeneti érzékenységének köszönhetően még a gyenge jelek is analizálhatók. Gyors Fourier-transzformációs (FFT) fokozatának felépítése az eredmények gyakori frissítését teszi lehetővé, átlapolt FFT-feldolgozása és kitartásos („perzisztens") megjelenítése révén pedig a nemkívánt jelek szerkezetére vonatkozóan vonhatunk le következtetéseket. Mindezek a zavaró jelek forrásának gyors behatárolását segítik.
A Rohde & Schwarz cég kínálatában egy R&S®HZ-15 jelű, kisméretű elemekből álló közeltéri mérőfejkészlet is szerepel, melynek segítségével különösen hatékonyan határolhatók be a beágyazott rendszerek különféle hibái. E készlet legfinomabb szondájával nyom­tatott huzalozású vezetékek közeltéri sugárzása is közvetlenül mérhető. Az R&S®HZ-15 a 30 MHz és 3 GHz közötti frekvenciatartományt fedi le, de mérsékelt érzékenységgel 30 MHz alatt is használható. Amennyiben fokozottabb érzékenységre van szükségünk, a kiegészítésként rendelhető, R&S®HZ-16 típusú, 100 kHz és 3 GHz között működő elő­erősítővel 20 dB-es járulékos erősítést iktathatunk be a jelútba.

Mindennapi használat

Könnyű beállítás

Az elektromágneses hibakeresési műveletekhez szükséges, jó kiindulási állapot néhány lépéssel elérhető:

• A „Preset" gomb megnyomásával állítsuk a műszert az alapértékeire!
• Csatlakoztassunk egy közeltéri mérőfejet valamelyik bemeneti csatornára!
• Nagy érzékenység biztosítása érdekében a fenti csatorna függőleges skálaosztását állítsuk 1 mV/osztás és 5 mV/osztás közé, majd a csatolását kapcsoljuk 50 Ω-ra!
• Kapcsoljuk be az FFT-funkciót az eszközsor FFT-ikonjával!
• Engedélyezzük az FFT-jel színkódos megjelenítését a „display > signal colors > enable color table" menüben!
• Nyújtsuk ki a vízszintes megjelenítést 40 µs/osztásra, hosszú adatsor feldolgozása érdekében!

Nagy befogási sávszélesség és könnyű kezelhetőség a frekvenciatartományban

Az R&S®RTO típusú oszcilloszkóp FFT-menüje a spektrumanalizátorok kezelőfelületéhez hasonló. Az FFT-párbeszédablak alapszintű spektrumanalizátor-funkciókat kínál fel, mint például a kezdő- és végfrekvencia vagy a felbontási sávszélesség beállítása. FFT működési módban a frekvenciatartománybeli beállításokhoz önműködően hozzáigazítja az oszcilloszkóp az időtartománybeli paramétereit, jelentősen megkönnyítve a frekvenciatartománybeli jellemzők közötti tájékozódást. Mindezekkel párhuzamosan a befogott időbeli jelminták is elemezhetők. FFT-módban a legnagyobb befogási sávszélesség a mű­szer teljes sávszélességével egyenlő. Az R&S®RTO1044 típusváltozat ráadásul 0 Hz és 4 GHz között gyors áttekintést is ad a vizsgált készülék zavarspektrumáról.

Könnyű frekvenciatartománybeli kezelhetőség, a spektrumanalizátorok világából jól ismert menüvel

Átlapolt FFT-számítás a spektrális összetevők színkódos megjelenítésével

Az R&S®RTO típusú oszcilloszkópban megvalósított átlapolt FFT-számítás során először egymással átfedésben lévő szakaszokra osztja a műszer a befogott időtartománybeli jelet, majd elvégzi minden ilyen szakasz FFT-felbontását. Ezzel a módszerrel megjeleníthetők az átmeneti jelösszetevők is, például az impulzusszerű zavarok. Az előfordulási gyakoriságnak megfelelő színnel ábrázolt spektrumvonalak segítségével az átmeneti jelek elkülöníthetők.

Átlapolt FFT-számítás

Kapuzott FFT korrelált idő- és frekvenciatartománybeli elemzéshez

A kapuzott FFT-funkció segítségével a befogott időtartománybeli jel tetszőleges részére szűkíthető le a spektrális vizsgálat tartománya, így felfedhető az összefüggés a nemkívánt spektrumvonalak és a jel meghatározott időbeli szakaszai között. Ez a funkció többek között a parazita sugárzások és a kapcsolóüzemű tápegységekben fellépő gyors élváltozások vagy az adatátviteli buszok adatforgalma közötti korreláció vizsgálata során használható tipikusan. A probléma forrásának behatárolását követően könnyen ellen­őrizhetjük a különféle hibajavító megoldások – például hidegítőkondenzátorok beiktatása vagy a fel- és lefutási idők lassítása – hatékonyságát, a spektrális összetevők szintjének változásán keresztül.

Szórt jelek befogása spektrummaszk segítségével

A szakaszosan, szórtan fellépő jelek vizsgálata jelenti a legnagyobb kihívást. Az ilyen jellegű összetevőket nehéz befogni és elemezni se könnyű. Az R&S®RTO típusú oszcilloszkóp spektrummaszk-vizsgálati eszköze segítségével ezek az események is „elkaphatóak". Amint a jel átlépi a határértéket, a műszer önműködően leállítja az adatgyűjtést; ettől a ponttól kezdve kézileg állíthatjuk be az FFT-jellemzőket – például a felbontási sávszélességet vagy a kapuzási tartományt –, továbbá egyéb eszközöket, többek között kurzorokat is bekapcsolhatunk a részletesebb elemzés érdekében.

Szórtan fellépő jelek befogása a spektrummaszkfunkció segítségével

A Rohde & Schwarz honlapja