【導讀】作為基礎內容，先簡(jiǎn)單介紹一下“何謂頻譜？”。根據日文版“大英百科全書(shū) 小項目版（支持電子版）”的解釋?zhuān)?ldquo;將電磁波分解為正弦波分量，并按波長(cháng)順序排列的波譜”，將該釋義擴展開(kāi)來(lái)就是“將具有復雜組成的東西分解為單純成分，并把這些成分按其特征量的大小依序排列（部分省略）”。
上一篇以“差模噪聲與共模噪聲”為題對EMC的基礎–EMC相關(guān)的術(shù)語(yǔ)意義進(jìn)行了解說(shuō)。本文將介紹“頻譜基礎”。
作為基礎內容，先簡(jiǎn)單介紹一下“何謂頻譜？”。根據日文版“大英百科全書(shū) 小項目版（支持電子版）”的解釋?zhuān)?ldquo;將電磁波分解為正弦波分量，并按波長(cháng)順序排列的波譜”，將該釋義擴展開(kāi)來(lái)就是“將具有復雜組成的東西分解為單純成分，并把這些成分按其特征量的大小依序排列（部分省略）”。雖然所引用的解釋比較簡(jiǎn)短，不過(guò)再次仔細思考就會(huì )覺(jué)得“的確如此”。
這里介紹的頻譜是指電氣信號的頻譜。具體來(lái)說(shuō)，是基于通稱(chēng)“頻譜分析儀/Spectrum Analyzer”的頻譜分析儀器的數據（橫軸作為頻率，縱軸作為功率或電壓）進(jìn)行介紹。
頻譜基礎
本文的主題是“開(kāi)關(guān)電源的EMC”，因此電氣信號是以開(kāi)關(guān)信號為前提的。首先來(lái)看下面的原理示意圖。在表示開(kāi)關(guān)信號的脈沖波形中，包括tw（脈沖寬度）和ts（上升/下降時(shí)間）。
中間的圖是基于傅里葉變換的理論上的脈沖波形頻譜。這是“振幅隨著(zhù)頻率的升高而衰減，衰減斜率隨著(zhù)tw和ts而變化”的常見(jiàn)頻譜。
右圖表示脈沖的ts延遲后的頻譜變化。斜率變?yōu)?40dB/dec時(shí)的1/πts頻率降低是理所當然的，最終結果是其后的振幅減少。簡(jiǎn)而言之就是“當ts延遲時(shí)頻譜的振幅衰減”。
接下來(lái)將使用實(shí)際的頻譜分析儀數據來(lái)看頻率等其他參數變化時(shí)的頻譜變化。這里的關(guān)鍵點(diǎn)是“對于信號波形的變化，頻譜將以怎樣的趨勢變化”。這是用來(lái)通過(guò)實(shí)際的開(kāi)關(guān)電源電路的開(kāi)關(guān)相關(guān)的頻譜來(lái)分析并解決EMC問(wèn)題所必須的知識。
波形變化與頻譜變化
前面給出的圖是用來(lái)比較的默認條件下的數據。下面波形圖中的條件是：振幅10V，頻率400kHz，Duty（占空比）50%，tr/tf（上升時(shí)間/下降時(shí)間）10ns。
中間的圖表示n次諧波和振幅（V）的關(guān)系。1倍的頻率＝基波，也就是說(shuō)400kHz的分量最大，以奇數倍的頻率形成頻譜。
諧波僅為奇數次是Duty為50%＝1：1的頻譜特征。各分量的大小為基波分量的1/次數，例如3次諧波分量為1/3，n次諧波分量為1/n。
右圖是振幅為dBµV的對數曲線(xiàn)圖。順便提一下，dBμV是基于以1µV電壓為基準的電壓比的dB值。
①將頻率變更為2MHz時(shí)的頻譜。從頻率－振幅（dBµV）關(guān)系圖可以明確看出，當頻率增加時(shí)振幅整體增加。
②tr和tf同時(shí)延遲為100ns時(shí)的頻譜。結果如原理示意圖所示，進(jìn)入-40dB/dec衰減時(shí)的頻率降低，頻譜的振幅衰減。
③將Duty50%變?yōu)?0%時(shí)的頻譜。由于Duty不是1:1，因此會(huì )產(chǎn)生偶次諧波，但峰值基本上沒(méi)變化。隨著(zhù)脈沖寬度tw變窄，基波頻譜的振幅衰減。
④僅tr（上升時(shí)間）延遲時(shí)的頻普。tr相關(guān)的分量因tr延遲而從更低的頻率開(kāi)始衰減。
下面匯總了每種情況的結果?？偠灾?，當頻率較低且上升/下降較慢時(shí)，頻譜會(huì )衰減。從EMC的角度來(lái)看，也就是頻譜的振幅較低時(shí)更有利。
另外，這里的“頻譜”是指英語(yǔ)的“Spectrum”。雖然這并非本文主題，但稍微介紹一下僅作為了解。
（來(lái)源：ROHM，作者：ROHM）
免責聲明：本文為轉載文章，轉載此文目的在于傳遞更多信息，版權歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權問(wèn)題，請電話(huà)或者郵箱聯(lián)系小編進(jìn)行侵刪。
