EMC中时域和频域的简介

根据大学里学到的知识，我们可以清楚的知道任何信号都可以通过傅里叶变换建立其时域与频域的关系，这也是连接时域和频域的桥梁，具体公式如下式所示：

这个公式是我们分析时域和频域的基础，一定要牢记！

式中，x(t)是电信号的时域波形函数; H(f)是该信号的频率函数, 2πf =ω, ω 是角频率; f 是频率。

Part.1

梯形脉冲函数的频谱：

像我们的数字方波信号，都可以等效为一个梯形，如下图所示：

将该函数进行傅里叶变换，可以得到如下所示的频谱图：

梯形脉冲函数的频谱

该频谱有如下特点：

• 由主瓣与无数个副瓣组成, 每个副瓣虽然也有最大值, 但是总的趋势是随着频率的增高而下降；
• 上升时间为 tr, 宽度为 t 的梯形脉冲频谱峰值包 含有两个转折点, 一个是 1/πt, 另一个是 1/πtr；
• 频谱幅度低频段是常数, 经第一个转折点之后以-20dB/10倍频程下降, 经第二转折点后以-40dB/10 倍频程下降；

所以当进行电路设计时，在保证正常功能的情况下， 尽可能增加上升时间和下降时间， 有助于减小高频噪声。由于第一个转折点的存在，使那些即使上升沿很陡、而频率较低的周期信号也不会具有较高电平的高次谐波噪声。

Part.2

窄带噪声和宽带噪声

周期信号由于每个取样段的频谱都是一样的, 所以它的频谱呈离散形, 如正弦信号的频谱或者时钟信号的频谱，在各个频点上幅度很大, 通常被称为窄带噪声｡

而非周期信号, 由于其每个取样段的频谱不一样, 所以其频谱很宽, 而且幅度较小, 通常被称为宽带噪声，如电阻热噪声等｡

在电子系统中，时钟信号为周期信号，而数据线和地址线或者其它的控制信号通常为非周期信号。

因此，造成系统辐射发射超标的原因通常是时钟信号。这也是在出现辐射发射超标时，我们首先要重点考虑的点。