GA4063應(yīng)用于EMC測(cè)試

一、EMC測(cè)試簡(jiǎn)介
電磁兼容性(Electromagnetic compliance EMC) 對(duì)目前的工業(yè)規(guī)格制定當(dāng)局與制造商而言一直是個(gè)熱門(mén)的議題，而由于在消費(fèi)性電子組件不斷整合的結(jié)果，使得我們所居住的環(huán)境中幾乎是到處充滿(mǎn)了無(wú)數(shù)可能的電磁輻射源。因此，需要藉助電磁兼容性的測(cè)試來(lái)確保各種電子產(chǎn)品的**性與有效使用性。為了降低電磁干擾所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，電子產(chǎn)品制造商往往會(huì)采用頻譜分析儀作為電磁兼容性的可靠度測(cè)試工具。而一般常用的輕巧而多功能型頻譜分析儀則往往可搭載合適的天線(xiàn)組合、以及近場(chǎng)式的偵測(cè)探棒來(lái)找出電磁干擾源。
二、概述　　　
越來(lái)越多的電子制造公司認(rèn)識(shí)到頻繁地進(jìn)行電磁兼容(EMC)/電磁干擾（EMI）檢測(cè)，整改，已經(jīng)成為了降低產(chǎn)品研發(fā)成本，縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期的主要瓶頸。而在從研發(fā)，樣品生產(chǎn)到正式生產(chǎn)的整個(gè)過(guò)程中進(jìn)行EMI預(yù)兼容測(cè)試就是突破這一瓶頸的*常規(guī)的手段?！MI預(yù)兼容測(cè)試：在*早的時(shí)間發(fā)現(xiàn)和解決電磁兼容的問(wèn)題，不僅是通過(guò)/失敗測(cè)試，還需要分析，定位，*終解決問(wèn)題。縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，保證產(chǎn)品推出計(jì)劃，節(jié)約測(cè)試成本。
盡管進(jìn)行EMI預(yù)兼容測(cè)試已經(jīng)成為了電子行業(yè)的共識(shí), EMI測(cè)試一直是令廣大工程師頭疼的難題，EMI測(cè)試往往不能一次能過(guò)，把大量的時(shí)間和**浪費(fèi)在EMC認(rèn)證公司，一次測(cè)試動(dòng)輒上千元。但是大多數(shù)公司的嘗試都遭遇了成本的阻礙。只有很少的大型電子企業(yè)有足夠的經(jīng)費(fèi)建造，購(gòu)買(mǎi)電波暗室，標(biāo)準(zhǔn)接收機(jī)以及相應(yīng)外設(shè)，從而建設(shè)一套和EMC標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室類(lèi)似的測(cè)試系統(tǒng)。而大量中小型的企業(yè)和電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)室一直在尋找一套低成本而高效的EMI預(yù)兼容測(cè)試方案。
GRATTEN EMI測(cè)試套為廣大工程師帶來(lái)了福音，非常高的性格比，優(yōu)良的EMI測(cè)試能力。只要實(shí)驗(yàn)定配備一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)樣機(jī)，一臺(tái)頻譜儀，以及EMI測(cè)試探頭，就可以簡(jiǎn)易的搭建EMI測(cè)試平臺(tái)，通過(guò)與樣機(jī)做對(duì)比，找出超標(biāo)頻率點(diǎn)。利用近場(chǎng)探頭附件迅速定位干擾源，解決問(wèn)題，大大提高警惕產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力，縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，降低EMI測(cè)試成本。GRATTEN EMI測(cè)試套件廣泛應(yīng)用于開(kāi)關(guān)電源，電氣照明，機(jī)動(dòng)車(chē)，電動(dòng)工具等EMI測(cè)試領(lǐng)域和干擾源定位測(cè)試。
三、典型的EMI測(cè)試系統(tǒng)　　　　
大多數(shù)的電子產(chǎn)品都需要通過(guò)傳導(dǎo)泄露和輻射泄露兩類(lèi)EMI測(cè)試。其本質(zhì)都是使用頻譜分析儀或者接收機(jī)測(cè)量由測(cè)量附件拾取到的干擾信號(hào)。

圖1、EMI測(cè)試示意圖

傳導(dǎo)干擾測(cè)試：
拾取電源線(xiàn)上傳播干擾信號(hào)的*常用設(shè)備是傳導(dǎo)干擾測(cè)試接口。瞬態(tài)限幅器可以有效的避免頻譜分析儀或者接收機(jī)被大功率瞬態(tài)信號(hào)損壞，傳導(dǎo)測(cè)試的被測(cè)件，附件和頻譜儀完全是通過(guò)電纜連接，所以非常容易實(shí)現(xiàn)且不易受到干擾。我們用類(lèi)似的方法進(jìn)行預(yù)兼容測(cè)試，得出的結(jié)果往往可以和EMC認(rèn)證機(jī)構(gòu)得出的測(cè)試結(jié)果很好吻合。　
　

圖2、典型的傳導(dǎo)測(cè)試儀器連接配置

為討論國(guó)際間出現(xiàn)的無(wú)線(xiàn)電干擾問(wèn)題，為消除商品交易中和無(wú)線(xiàn)電業(yè)務(wù)中出現(xiàn)的矛盾，必須規(guī)定無(wú)線(xiàn)電干擾測(cè)量方法和權(quán)限值，以確保國(guó)際上的某種統(tǒng)一性，在這一宗旨下成立了CISPR。

下表: CISPR Publ.22信息技術(shù)設(shè)備無(wú)線(xiàn)電干擾極限值

A級(jí)設(shè)備（在商業(yè)區(qū)使用的機(jī)器）的極限值

頻率范圍(MHz)	傳導(dǎo)干擾電壓(dBµV)		輻射干擾電場(chǎng)強(qiáng)度(dBµV/m)
頻率范圍(MHz)	準(zhǔn)峰值極限值	平均值極限值	準(zhǔn)峰值極限值
0.15~0.50	79	66	—
0.50~30	73	60	—
30~230	—	—	30
230~1000	—	—	37

注1：在頻率邊界，適用小的極限值。
注2：輻射干擾電場(chǎng)強(qiáng)度是在距裝置30m處測(cè)定。

B級(jí)設(shè)備（家庭內(nèi)使用的機(jī)器）的極限值

頻率范圍(MHz)	傳導(dǎo)干擾電壓(dBµV)		輻射干擾電場(chǎng)強(qiáng)度(dBµV/m)
頻率范圍(MHz)	準(zhǔn)峰值極限值	平均值極限值	準(zhǔn)峰值極限值
0.15~0.50	66~56	56~46	—
0.50~5	56	46	—
5~30	60	50	—
30~230	—	—	30
230~1000	—	—	37

注1：在頻率邊界，適用小的極限值。
注2：在0 .15~0.50MHz范圍內(nèi)的極限值，對(duì)應(yīng)于頻率的對(duì)數(shù)值呈經(jīng)性減少。
注3：輻射干擾電場(chǎng)強(qiáng)度在距裝置10m處測(cè)試。

輻射干擾測(cè)試：
在缺乏電波暗室的情況下，很難完全排除一些如寬帶信號(hào)或跳頻信號(hào)的環(huán)境干擾。一個(gè)性?xún)r(jià)比更高的方案是使用頻譜分析儀和近場(chǎng)探頭來(lái)替代寬帶天線(xiàn)進(jìn)行輻射泄漏預(yù)兼容測(cè)試，故障診斷，以及改進(jìn)效果驗(yàn)證。　　　　
正規(guī)的輻射泄露測(cè)試，無(wú)論是三米法還是十米法，都是進(jìn)行遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量。而使用近場(chǎng)探頭測(cè)量的是近場(chǎng)電磁波。兩者的測(cè)試結(jié)果無(wú)法進(jìn)行數(shù)學(xué)推導(dǎo)換算。這樣我們就不能直接把近場(chǎng)測(cè)試結(jié)果和遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行直接轉(zhuǎn)換。但是一個(gè)基本原則是，近場(chǎng)的輻射越大，遠(yuǎn)場(chǎng)的輻射也必然越大。這就為近場(chǎng)探頭測(cè)試提供了理論依據(jù)。而使用近場(chǎng)探頭測(cè)試，我們需要把新被測(cè)件測(cè)試結(jié)果和一個(gè)已知合格被測(cè)件的近場(chǎng)探頭測(cè)試結(jié)果進(jìn)行比較。針對(duì)這一步測(cè)試，推薦使用電場(chǎng)探頭或者尺寸較大的磁場(chǎng)探頭。這兩類(lèi)探頭靈敏度一般更高，而對(duì)距離不太敏感?！　　　∪绻粋€(gè)新產(chǎn)品在EMI預(yù)兼容測(cè)試或者標(biāo)準(zhǔn)兼容測(cè)試中失敗，進(jìn)行故障診斷和改進(jìn)是當(dāng)務(wù)之急。沒(méi)有合適的工具，工程師很難找到癥結(jié)并且對(duì)癥下藥。GA4063具有非常優(yōu)良的測(cè)試靈敏度可以和近場(chǎng)探頭**配合。在故障定位的過(guò)程中，尺寸較小的磁場(chǎng)探頭可以更好的完成工作。小尺寸的磁場(chǎng)探頭靈敏度更低，但是空間分辨率更高。通過(guò)把探頭在被測(cè)件或者電路上緩慢移動(dòng)，通過(guò)觀(guān)測(cè)GA4063上頻譜幅度的變化，工程師可以準(zhǔn)確的把可疑輻射區(qū)域定位到一個(gè)很小的一塊電路。
通過(guò)近場(chǎng)探頭我們可以較容易的找到輻射源存在的可疑區(qū)域。如果需要進(jìn)一步查找是哪一段電路，管腳甚至芯片是罪魁禍?zhǔn)祝覀兛墒褂檬静ㄆ魈筋^或者高頻探頭需要做接觸式測(cè)量。尤其是針對(duì)具有高頻時(shí)鐘信號(hào)的電路。但是使用高頻探頭測(cè)試的時(shí)候，需要注意保護(hù)探頭和頻譜儀不被高壓損壞

圖3、典型的輻射泄露測(cè)試的連接
四、結(jié)論　　　
國(guó)睿安泰信GA4063頻譜分析儀與傳導(dǎo)干擾測(cè)試接口AT-166和AT8900系列近場(chǎng)探頭為所有電子工程師提供了一個(gè)高效而經(jīng)濟(jì)的專(zhuān)業(yè)EMI預(yù)兼容測(cè)試方案。這同時(shí)是一個(gè)功能專(zhuān)業(yè)、強(qiáng)大而靈活的故障診斷工具，可適用于從研發(fā)至正式生產(chǎn)的整個(gè)產(chǎn)品生命周期。
以下是各個(gè)產(chǎn)品的簡(jiǎn)單介紹：

頻譜分析儀GA4063

性能特點(diǎn)：
1. 顯示器：800 x 480 高分辨率彩色8.5寸TFT LCD
2. 中英文操作菜單
3. 自動(dòng)設(shè)定功能：自動(dòng)偵測(cè)并顯示
4. 跡線(xiàn)偵測(cè)：3組跡線(xiàn)可做峰值(Peak), 峰值保持, 參看, 跡線(xiàn)對(duì)比
5. RBW：1Hz-3MHz,包含9kHz, 120kHz專(zhuān)屬EMI檔位
6：低相噪：相位噪聲指標(biāo)高達(dá)-95dBc(offset10kHz)
7：顯示平均噪聲電平（DANL）：-148dBm

傳導(dǎo)干擾測(cè)試接口AT-166

性能特點(diǎn)：
1：頻率：0.15MHz～30MHz
2：AC OUTPUT：220V 10A

AT8900近場(chǎng)探頭

性能特點(diǎn)：
1： AT8900-1：磁場(chǎng)近場(chǎng)探頭，可檢查10cm范圍內(nèi)的磁場(chǎng)，主要用于機(jī)箱泄漏測(cè)試
AT8900-2：磁場(chǎng)近場(chǎng)探頭，可檢查3cm范圍內(nèi)的磁場(chǎng)。
AT8900-3：磁場(chǎng)近場(chǎng)探頭，主要用于線(xiàn)纜電磁泄漏測(cè)試
AT8900-4：磁場(chǎng)近場(chǎng)探頭，可檢測(cè)垂直方向發(fā)射的電磁場(chǎng)，主要用于PCB布線(xiàn)產(chǎn)生的電磁場(chǎng)測(cè)試
2：頻率范圍：30MHz—3GHZ
3：分辨率： 25mm左右（AT8900-1)
            10mm左右（AT8900-2）
            5mm左右（AT8900-3）
            2mm左右（AT8900-4）

AT2000B放大器

性能特點(diǎn)：
1：頻率范圍：100KHz—2GHz
2：典型增益：約20dB
3：*大線(xiàn)性輸出功率：9 dBm
4：*大輸入功率：10 dBm

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