EMC/EMI脉冲测量释义

IEEE标准181-2011定义了信号的转换、脉冲和其他相关的波形，定义了脉冲的测量方法，这些定义是目前所有示波器中采用的通用方法，对于重复性脉冲是适用的，但是不适用于EMC/EMI的测量需求。

当示波器测量脉冲时，IEEE定义要求测量波形的顶部和底部（图1）,可以看到典型脉冲直方图，顶部和底部提供了稳态高低值，当测量像时钟脉冲之类的信号时，这是通常就是我们需要的值。

波形的顶部和底部基于电压直方图进行统计确定，并由图1中的红线表示。这些顶层和底部电平分别构成100％和0％参考电平，它们被分别用于其他的测量，例如：振幅，上升/下降时间，周期，频率，宽度，占空比，过冲以及几乎所有的时序测量，如果顶部和底部计算不正确，则时间和幅度测量将受到影响。

图2显示了如何根据电压直方图正确确定时钟信号的顶部和底部。 图2显示了一个实时时钟信号，其中直方图叠加在Y轴上，我们可以清楚地看到图中标记的两个主要的直方图，它们表示顶部和底部的稳态值。

图2 使用电压直方图确认时钟的顶部和底部

不幸的是，顶部和底部对于EMC脉冲测量没有意义，让我们看看如果将IEEE的脉冲参数测量方法应用于EMC脉冲会发生什么（图3），在图3中，我们采用了相同的脉冲电压直方图，并将其叠加在右侧，我们看到，直方图在EMC脉冲跌落中心处放置了一个最高值，因为这是电压值的最大分布落在顶端的地方。在我们真正感兴趣的脉冲的实际峰值处，直方图中显示的电压电平不足，因为峰值后脉冲迅速跌落，所有示波器都会将最高值误认为跌落中心，这是一个糟糕的结果。

图3:  将IEEE脉冲定义应用于EMC脉冲会产生错误的结果

在这种情况下，测量10％和90％上升时间会发生什么？如果示波器错误的识别了图3中的顶部，那么它将随后计算出错误的10％到90％上升时间，如图4所示，我们希望看到实际峰值幅度的10％到90％，但我们只能得到显示的半稳定跌落区域的90％的测量值。

图4:错误的EMC脉冲最高电平会使10％至90％上升时间测量结果出现偏差

EMC脉冲定义（如IEC 61000-4-2标准的定义）使用0％和最大值，而不是顶部和底部来计算10％到90％的上升时间（图5），默认情况下，市场上几乎所有的示波器都使用IEEEStd 181-2003脉冲定义来执行这些测量，但另一方面，几乎所有示波器都允许手动修改默认阈值设置，以从0％（地）到100％幅度进行测量，这些电压水平正是确定10％到90％上升时间值的适当测试点。

图 5: 适用0% -Maximum计算准确的上升时间值

为了比较起见，在典型的EMC脉冲上使用10％-90％的方法得到了494ps的上升时间测量值，但是手动将测量电平切换到0％-最大值将获得854 ps的测量结果，这才是正确的结果。

顺便提一下，同样的考量也适用于脉冲宽度测量，由示波器的默认测量设置导致类似地偏差，示波器通常默认脉冲宽度测量的阈值为50％，与上升时间测量一样，该电平应手动设置为0％-最大值以确保准确的结果。

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