로이엔텍 - EMI 테스트 리시버 제대로 이해하기 Part 2 – Stepped scan vs Time domain scan / 로데슈바르즈

안녕하세요. 오늘은 EMI 테스트 리시버의 Stepped scan과 Time domain scan 방식의 차이점에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

저번 포스팅에서 EMI 테스트 리시버가 기존의 스펙트럼분석기와 어떤 차이가 있는지에 대해서 알아보았는데요, 해당 내용은 아래 링크를 통해 참고하시면 될 것 같습니다.

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로이엔텍 - EMI 테스트 리시버 제대로 이해하기 / 로데슈바르즈

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Stepped scan

EMI 테스트 리시버가 신호를 측정할 때, 기존의 스펙트럼 분석기의 Sweep 방식이 아닌 Scan 방식으로 측정을 합니다. Stepped Scan이라고도 불리우는 이 측정 방식을 간단한 그림으로 나타내면 다음과 같습니다.

 

그림1. Stepped scan 측정 방식

 

 

 

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위 그림처럼 한 주파수를 측정하고 다음 주파수로 이동(Step) 후 측정, 그리고 다음 주파수로 이동(Step) 후 측정… 이처럼 단계적으로 주파수를 이동하며 측정하기 때문에 이러한 방식을 Stepped scan이라고 합니다.

그림2. Stepped scan 설명

 

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위 그림에서 이동하는 필터가 RBW 필터이며, 분홍색 포인트 간의 간격(측정 주파수 간의 간격)이 Step size입니다. 이 때 한 주파수 포인트당 정해진 Measurement time(측정 시간)만큼 측정하게 됩니다. 측정하는 각 주파수 대역에 따라 설정하는 RBW 필터의 크기(Measurement Bandwidth), Step size, Measurement time(측정 시간) 등은 규격에 명시되어 있습니다.

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Stepped scan 측정 방식은 정확하지만, 측정하고자 하는 주파수 대역이 넓어질수록 그에 따라 소요되는 측정 시간도 늘어나게 됩니다. 따라서 일반적인 EMI 측정에서는 소요되는 측정 시간을 줄이기위해 사전 측정 – 데이터 축소 – 최종 측정의 과정을 거치게 됩니다. 이 과정을 통해 규격의 허용 기준에 가깝거나 허용 기준을 초과하는 진폭의 신호가 발생하는 주파수들에 대해서만 Quasi-peak 디텍터로 최종 측정을 수행합니다.

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이러한 Stepped scan의 측정 시간이 긴 단점을 극복할 수 있는 방식 중 하나가 바로 Time domain scan입니다.

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Time domain scan

그림3. Time domain scan

 

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위 그림과 같이 Time domain에서 ADC 처리된 신호들은 FFT 처리 과정을 거치게 됩니다. FFT 처리는 기존 Stepped scan 방식에서의 RBW 필터 크기보다 훨씬 넓은 스펙트럼 영역 측정이 가능합니다.

Time domain scan 측정 방식을 간단한 그림으로 나타내면 아래와 같습니다.

 

그림4. Time domain scan 측정방식

 

 

Time domain scan 방식은 위 그림처럼 측정 범위를 큰 스펙트럼 블록으로 분할합니다. 각각의 스펙트럼 블록은 디지털화와 FFT 처리 과정을 통해 해당 영역을 동시에 측정할 수 있게 됩니다. 쉽게 비유하자면, 각 분할된 스펙트럼 영역을 캡쳐 하듯이 측정하고, 각각의 캡쳐된 영역이 병합되는 과정이라 할 수 있습니다. 이 때의 각 스펙트럼 블록의 크기가 Receiver가 수행할 수 있는 FFT Bandwidth이며, 이 Bandwidth의 크기는 Receiver에 따라 차이가 있습니다.

이러한 Time domain scan 방식은 기존 Stepped scan 방식과 비교했을 때 훨씬 짧은 측정 시간의 이점을 가지고 있습니다.

 

표1. Stepped scan과 Time domain scan의 측정 시간 비교

 

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위 표에서 볼 수 있듯이, CISPR Band B(150kHz~30MHz) 대역의 경우 Quasi-peak 디텍터로 2초의 시간이면 전체 측정이 가능합니다. 동일 대역을 Stepped scan으로 측정했을 시 3.6시간이 소요되는 것에 비해 시간적으로 비교도 안될 만큼 단축된 것을 볼 수 있습니다.

또한 Time domain scan 방식은 이처럼 짧은 시간에 넓은 대역폭에 대해 동시에 측정할 수 있기 때문에 펄스 신호와 같은 매우 짧은 주기를 갖는 간헐적인 신호들에 대해 놓치지 않고 측정할 수 있는 장점도 있습니다.

기존의 EMI test에서 사용되던 측정 방식이 아니었기에, EMI test 시 Time domain scan 측정 방식을 사용해도 되는 지 궁금해 하실 수 있는데요, Time domain scan 방식은 대부분의 유형의 적합성 테스트에 사용하도록 CISPR16-1-1과 MIL-STD 461과 같은 규격에 이미 반영이 되어있습니다.

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Rohde&Schwarz에서는 Time domain scan을 지원하는 다양한 EMI Test Receiver 솔루션을 제공합니다.

표2.  Time domain scan을 지원하는  R&S ® EMI Test Receiver Portfolio

 

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이와 관련해 더 자세한 내용이 궁금하시면 언제든 저희에게 연락주시기 바랍니다.

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이상으로 Stepped scan과 Time domain scan에 대한 포스팅을 마치겠습니다.

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출처 - https://blog.naver.com/rohdeschwarzkorea/223416169307

 

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