它不僅設計用于揭示電源和電壓總線設計中的共振（電源完整性），而且在EMC測量和故障排除方面也有很多用途。 。它還具有幾個獨特的功能，使其與所有其他梳狀發生器區別開來：

它的大小約等于USB拇指驅動器，并從任何USB端口獲得5V電源。

發生器有五種不同的頻率模式，從1 kHz到8 MHz。

有幾種模式是“抖動”，以幫助填補諧波梳之間的間隙。

模式1逐步通過三個不同的頻率步長（1 kHz，100 kHz和8 MHz），以便更好地揭示電路諧振。

圖1顯示設備的大小。按下大的頂部按鈕，您將循環顯示五種模式（由三個LED指示）。發生器輸出終止于SMA連接器。由于該器件是完全獨立的，因此只需要任何USB端口提供5V電源，包括USB電池組。這將允許便攜式操作，我們稍后會看到。有用的諧波含量可以輕松覆蓋高達1.5 GHz甚至更高。操作不需要外部軟件。

圖1 - Picotest J2150A諧波梳狀注射器略大于USB拇指驅動器（圖片來源，Picotest.com這個設備最初設計用于幫助揭示開關和線性電源設計中的電路諧振，以及電源總線諧振。由于這些電路中通常使用的電容很大，因此這些諧振通常低于幾MHz。然而，由于電路板，電纜和其他結構共振，在數百MHz中可能存在更高的諧振。各種模式如圖2所示。模式1是上電時的默認模式，并逐步通過模式2到4，以激發所有諧波頻率 - 從而快速顯示問題共振。一旦在模式1中識別出諧振頻率，則可以使用頻率為1kHz，100kHz和8MHz的模式2至4脈沖函數來對特定諧振進行歸零。所有模式1到4都包括脈沖寬度抖動，以幫助填充梳子之間的間隙。模式5是例外，是一個簡單的50％占空比方波，運行頻率為10 kHz。模式2和3具有足夠高的分辨率，以準確地識別電路諧振。但是，8 MHz模式可用于確定EMI故障排除的高頻諧振，我將在稍后介紹。

圖2 - 有五種模式，可設置按下設備上的頂部按鈕

圖3顯示了系統的簡化框圖。 RISC處理器控制時鐘頻率和抖動算法。來自處理器的脈沖被整形并進入驅動電路，產生470 ps的上升時間和270 ps的下降時間（典型值）。輸出是直流耦合的，因此該信號可用于調制其他Picotest電壓和電流注入器。為了交流耦合輸出，可以使用Picotest P2130A直流阻斷器（500 Hz至8 GHz）。

圖3 - 諧波的簡化框圖注射器（圖片提供，Picotest.com）。

圖4顯示了使用模式4（8 MHz抖動基波）時高達1 GHz的典型諧波輸出。羅德＆amp; Schwarz RTE 1104示波器用于此捕獲。正如我過去所寫的那樣，這種模式對驗證EMI測試室非常有用（參見參考文獻）。圖5和圖6顯示了使用模式2（1 kHz抖動基波）時的頻譜。

圖4-使用模式4（8 MHz抖動基波）輸出到1 GHz的諧波含量。

圖5 - 這里，我們'使用模式2（1 kHz抖動基波）重新測量諧波到10 MHz。

圖6 - 圖5中的屏幕截圖。

EMC應用
諧波梳狀發生器有幾種與EMC相關的應用。一個有用的應用是測量電纜或其他結構共振。通過使用電流探頭將諧波注入電纜，您可以使用第二個電流探頭測量諧波含量。電纜諧振由諧波峰值表示。圖7顯示了整體設置。在這種情況下，我使用的是泰克RSA306頻譜分析儀和一對Fischer Custom Communications F-33-1電流探頭。探針的位置并不重要。如您所見（圖8和圖9），這條1.2米長的BNC電纜在96 MHz處存在峰值諧振。有關更多詳細信息，請參閱我之前關于測量電纜諧振的文章（參見參考資料）。

圖7 - 測量電纜諧振的設置。將諧波注入右側電流探頭，并通過左側探頭檢測電纜響應。

圖8 - 優點Picotest諧波注入器可以在粗調頻率和精細頻率梳子之間進行調整。在這里，我們使用8 MHz梳子，可能很幸運能夠達到96 MHz的峰值。通常，這種粗略設置可能會錯過精確的峰值共振。

圖9 - 這里，我們測量相同的電纜共振，但使用100 kHz梳子。如您所見，共振峰的分辨率要好得多。

諧波注入器的一個非常巧妙的功能是它可以由USB電池組供電（圖10）。這允許完全便攜式操作。我經常使用諧波梳狀發生器來表征EMI室。例如，將它們放在您的轉盤上并在進行一致性測量之前檢查腔室的測量精度是明智的。通過執行日常測量，可以識別松動的連接器或斷開的電纜。它們還可用于比較兩個或更多腔室的測量性能。我建議使用幾個夾在同軸電纜周圍的鐵氧體扼流圈，以幫助將發生器與天線分離。

圖10 - 因為諧波注入器可以直接運行從USB電源，它可以作為一個獨立的發射源。例如，通過連接一個小天線，它可以驗證半消聲室的正常運行。
電源完整性應用
電源完整性測試和故障排除真的是諧波的地方注射器閃耀。通過將緊密間隔的諧波梳注入線性或開關電源的電源總線或控制回路，可以揭示由于開關波形上的振鈴而可能導致不穩定或EMI的麻煩的諧振。 Picotest具有單端口和雙端口探頭，可與諧波注入器一起使用，以尋找電源總線電路中的問題共振。
在圖11中，我注入100 kHz方波（模式5）從提供125 MHz晶體振蕩器的線性穩壓器進入3.3V電源總線。頻譜分析儀以125 MHz為中心，您可以很容易地將7 MHz諧振視為時鐘的邊帶。通過在3.3V總線上增加一個15 uF電容，可以消除諧振。
有關電源完整性測試的更多信息，請參閱Steve Sandler的新書“電源完整性 - 測量，優化和排除電子電源相關參數”系統。我幾個月前看了這本書（參見參考文獻）。

圖11 - 測量電源總線結構內共振的測試裝置。

圖12 - 7 MHz的電源總線諧振顯示為125 MHz時鐘的邊帶。

圖13 - 通過在3.3V總線上增加一個15 uF電容，可以消除諧振。