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了無數(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組合、以及近場(chǎng)式的偵測(cè)探棒來找出電磁干擾源。
二、概述　　　
越來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。　EMI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題，不僅是通過/失敗測(cè)試，還需要分析，定位，*終解決問題。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，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，解決問題，大大提高警惕產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，降低EMI測(cè)試成本。GRATTEN EMI測(cè)試套件廣泛應(yīng)用于開關(guān)電源，電氣照明，機(jī)動(dòng)車，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)品都需要通過傳導(dǎo)泄露和輻射泄露兩類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)的無線電干擾問題，為消除商品交易中和無線電業(yè)務(wù)中出現(xiàn)的矛盾，必須規(guī)定無線電干擾測(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)備無線電干擾極限值

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)性價(jià)比更高的方案是使用頻譜分析儀和近場(chǎng)探頭來替代寬帶天線進(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。這兩類探頭靈敏度一般更高，而對(duì)距離不太敏感。　　　　如果一個(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。通過把探頭在被測(cè)件或者電路上緩慢移動(dòng)，通過觀測(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)的專業(yè)EMI預(yù)兼容測(cè)試方案。這同時(shí)是一個(gè)功能專業(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. 跡線偵測(cè)：3組跡線可做峰值(Peak), 峰值保持, 參看, 跡線對(duì)比
5. RBW：1Hz-3MHz,包含9kHz, 120kHz專屬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：*大線性輸出功率：9 dBm
4：*大輸入功率：10 dBm

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