近場電磁干擾源探測定位解決方案

2022-03-14 17:22:24 字數 1994 閱讀 8384

如果乙個新產品在電磁干擾(emi )預相容測試或者標準相容測試中失敗,進行故障診斷和改進是當務之急。而近場探頭配合頻譜分析儀查詢干擾源,並驗證改進效果是最常見易行的方法。

在認證機構中,使用經過各類校準的天線進行輻射洩露測試,都是進行的遠場測量。標準的遠場輻射洩漏測試,可以準確定量的告訴我們被測件是否符合相應的 emi 標準。但是遠場測試無法告訴工程師,嚴重的輻射問題到底是來自於殼體的縫隙,還是來自連線的電纜,或usb ,lan 之類的通訊介面。

在這種情況下,我們可以通過近場測試的方法來定位輻射的真正**。

近場探頭的種類及主要特點:

電磁場是由電場和磁場構成。在近場,電場和磁場共同存在,其強度不構成固定關係。以電場為主還是磁場為主,主要是由發射源的型別決定的。

簡而言之,在高電壓,低電流的區域,電場大於磁場。高電流,低電壓的區域,磁場大於電場。同時在主要的emi 測試頻段,磁場隨著距離的變化要快於電場。

因為磁場是由電流產生的,所以最常見的發射源包括晶元,器件的管腳、pcb 上的佈線、電源線及訊號線纜。最常見的磁場探頭多為環狀,當磁場傳播線和探頭環麵垂直的時候,測量數值最大。所以在測量過程中,工程師一般需要旋轉探頭的方向來測量到最大的磁場數值,同時避免遺漏重要的發射源。

電場是由電壓產生,主要的發射源包括一些未端接器件的線纜 、連線高阻器件的pcb 佈線等。最簡單的電場探頭類似一根小天線。有人甚至把同軸電纜前端的一小段遮蔽層剝開,露出芯線來構成簡單的電場探頭進行使用。

在沒有遮蔽裝置的情況下,電場探頭的問題是比較容易拾取到環境中存在的電磁波訊號,如蜂窩通訊的上下行訊號,從而影響到整個測試系統的測量動態範圍。

選擇近場探頭往往要考慮幾個重要因素,包括解析度 、靈敏度和頻率響應等。

近場探頭的靈敏度不是乙個絕對的指標,關鍵是看探頭和配合使用的頻譜分析儀或者接收機能不能容易的測量到輻射洩漏訊號。如果頻譜儀的靈敏度很高,我們可以選擇靈敏度相對較低一些的探頭。反之就必須選擇靈敏度高的探頭,甚至考慮外接前置放大器提高整體系統的靈敏度。

解析度也就是探頭分辨干擾源位置的能力。而通常來說解析度和靈敏度是一對矛盾體。以我們最常用的環狀磁場探頭為例,尺寸越大的環狀探頭,靈敏度往往越高,測試面積越大,從而解析度就會越低。

而比較推薦的辦法是選用一組多個尺寸的探頭,在大範圍測試的時候用較大的探頭,找到疑似區域,再逐漸減小探頭尺寸,最終定位到干擾源。

頻率響應是乙個往往會被大家忽略的重要因素。所謂的頻率響應就是探頭測量同樣幅度,不同頻率的訊號,所得到的幅值差異。我們在前文提到過,使用探頭進行emi 分析,是一種相對,定性的測試。

但是如果探頭的頻率響應較差或不夠平坦,會使全頻段的測試結果不直觀,讓我們忽略一些重要的輻射洩漏訊號。

探頭的形狀以及多樣性也是重要的因素。除了常規的電場、磁場探頭,在進行emi 分析的時候,我們還往往需要一些特殊的探頭。工程師經常會遇到這樣一種情況,在找到乙個干擾源位置並進行遮蔽處理後,發現整機的輻射洩漏並沒得到足夠的改善。

那麼最常見的原因就是這個干擾訊號通過訊號線纜或者電源線纜傳播到了其他區域,並最終輻射到了空間。常規的近場探頭很難對線纜內部的干擾進行探測,就往往需要使用下面會介紹到的at8900近場探頭組中的4號探頭專門用於線纜干擾的測試。

近場探頭組:

為了配合具有強大emi 分析功能的國睿安泰信ga40xx系列頻譜分析儀,並快捷的完成干擾源的定位,國睿安泰信最新推出了一組覆蓋30 mhz 至3 ghz的近場探頭at8900。該探頭組包括4個磁場探頭,向使用者提供了綜合靈敏度與解析度的最佳選擇。不僅可以用於電磁干擾源的探測和定位還能夠滿足專業的線纜干擾測試需求,可以幫助使用者方便快捷的分析絕大多數emi 問題。

如果使用者需要更高的測試靈敏度,國睿安泰信還提供了可以和at8900近場探頭配合使用的外接前置放大器at2000b。該放大器在100 khz至2ghz,頻段雜訊係數僅為5.3 db ,提供20 db增益。

結論國睿安泰信at8900近場探頭組以及配套的at2000b前置放大器,重量輕,安裝快捷,使用方便。同時該探頭具有很寬的頻率範圍,集良好的解析度和靈敏度為一體,可以快速分析查詢各類emi 干擾源。配合ga40xx系列頻譜分析儀的良好效能及專業 emi 測量分析功能,為使用者提供了價效比最優的專業emi 分析工具。

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