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頻譜分析儀應(yīng)用解惑之EMI測試

作者:qiuyi   日期:2023-03-18 09:14:00

 

頻譜分析儀是射頻微波領(lǐng)域的萬用表,在產(chǎn)品可靠性、數(shù)字電路和電源設(shè)計領(lǐng)域它也有著重要的用途------無處不在的EMI測試。

 

EMI通常指電子設(shè)備對外產(chǎn)生的電磁干擾,當(dāng)電子設(shè)備存在突然變化的電壓或電流,即dV/dt或dI/dt很大,便會產(chǎn)生交變的電磁場,從空間輻射或?qū)w傳導(dǎo)出去,影響到周邊其他的電子設(shè)備。它和EMS同為EMC的一部分,

 

EMC(Electro Magnetic Compatibility 電磁兼容性)=EMI(干擾度)+EMS(抗擾度)

 

這里Compatibility常譯為“兼容性“,許多文章講EMI“一致性”測試,說的都是同一個詞。

 

一、EMI概述

 

 

一般來說,電子類產(chǎn)品開發(fā)過程中EMI測試的實施常分為EMI診斷,EMI預(yù)兼容測試和EMI兼容測試這幾個階段,各階段的目的和方法都是不同的。

 

 

 1 EMI測試階段

 

EMI的診斷測試和預(yù)兼容測試,很大程度上都是為認(rèn)證性的兼容測試存在的。首先,電磁兼容測試是產(chǎn)品質(zhì)量的內(nèi)在要求,每一個電子設(shè)備或系統(tǒng)都要在預(yù)定的電磁環(huán)境中能夠正常工作,同時也不能過于影響其他電子設(shè)備或系統(tǒng),這需要有一套規(guī)范的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。其次,幾乎所有的電子類產(chǎn)品都不得不通過電磁兼容測試認(rèn)證,這是國家和組織的技術(shù)壁壘,產(chǎn)品要想進(jìn)入這些市場必須有強制性認(rèn)證,這方面世界各個地區(qū)都有各自的標(biāo)準(zhǔn)。

 

電磁兼容認(rèn)證的步驟苛刻龐雜,正式的產(chǎn)品認(rèn)證需要大量測試設(shè)備和測試過程,費金耗時。因此,在產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計的各個階段中都應(yīng)盡早發(fā)現(xiàn)和解決各個級別的電磁兼容的問題,提升產(chǎn)品的過程質(zhì)量,避免最后的產(chǎn)品認(rèn)證測試不通過,導(dǎo)致同樣費金耗時的返工整改。(多說一句,電磁設(shè)備對人的影響屬于電磁兼容的范疇嗎?概念上講并不是,而且電磁對人的生理影響尚未有科學(xué)依據(jù),所以還沒有劃歸到電磁兼容領(lǐng)域。)

 

從 1中可以看到,在產(chǎn)品開發(fā)的各個階段,EMI測試的重點是不同的:

 

?      EMI診斷和調(diào)試(Diagnosis)

 

EMI診斷和調(diào)試在單元和產(chǎn)品設(shè)計階段,主要是遵循一些電磁兼容的設(shè)計原則,對電源/時鐘/接口線纜/主要芯片等對象,通過合理的布局/接地/屏蔽/走線/濾波等技術(shù)完成略有重點的設(shè)計和調(diào)試,不是為了測量EMI的精確結(jié)果,而是為了找出EMI的根源,從而改善產(chǎn)品設(shè)計,既是為了后期產(chǎn)品集成后通過EMI兼容認(rèn)證,也是為了產(chǎn)品內(nèi)部相互穩(wěn)定的可靠性設(shè)計。

 

EMI診斷在實驗室使用普通的測試儀器即完成,例如帶有FFT分析功能的中高端示波器,普通的頻譜分析儀,近場探頭,手藝好的工程師還可以自己制作性能良好的近場探頭,對于很多較強的EMI輻射,例如某些回路過大的開關(guān)電源,甚至只需要一根裸露的導(dǎo)線即可探測到空間中的騷擾信號。這種定性分析主要針對的是硬件設(shè)計人員,目的是要快捷簡便,成本低廉,重復(fù)性好。

 

 

 

 2 使用頻譜分析儀和近場探頭進(jìn)行EMI診斷

 

?      EMI預(yù)兼容測試(Pre Compliance)

 

EMI預(yù)兼容測試在產(chǎn)品原型和試產(chǎn)階段,一般要在產(chǎn)品級或系統(tǒng)級進(jìn)行預(yù)兼容(Pre Compliance)測試,預(yù)兼容并沒有一個明確的參考標(biāo)準(zhǔn),就是盡量低成本地模擬兼容測試標(biāo)準(zhǔn),對EMI狀況進(jìn)行較正式的摸底,避免在正式的兼容測試中失敗。

 

預(yù)兼容測試會涉及到一些近似具有認(rèn)證級設(shè)備功能的測試設(shè)備,例如單獨的試驗場所,具備EMI濾波器和準(zhǔn)峰值檢波功能的頻譜分析儀或入門級EMI接收機,人工電源網(wǎng)絡(luò)或電流鉗,隔離變壓器,低端的電磁屏蔽箱,帶電流注入功能的電源(EMS測試)等,并要基本了解該產(chǎn)品需要達(dá)到的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn),有比較明確的測試目標(biāo),以便為產(chǎn)品留足認(rèn)證通過的空間,目標(biāo)就是用現(xiàn)有的設(shè)備盡量模擬真實認(rèn)證環(huán)境。

 

 

  3 使用帶有準(zhǔn)峰值檢波的頻譜分析儀和LISN進(jìn)行傳導(dǎo)騷擾預(yù)兼容測試

 

?      EMI兼容測試(Compliance)

 

EMI兼容測試主要針對產(chǎn)品級進(jìn)行認(rèn)證測試,這個階段必須需要到專業(yè)的,有認(rèn)證資質(zhì)的EMC機構(gòu),使用符合標(biāo)準(zhǔn)的專業(yè)的測試設(shè)備和環(huán)境,遵循EMI標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的校準(zhǔn)過程,測試方法和執(zhí)行步驟,選擇特定產(chǎn)品的限制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較,按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法分析測量數(shù)據(jù),并依照標(biāo)準(zhǔn)格式給出報告,目標(biāo)就是拿到認(rèn)證資格證明。兼容認(rèn)證測試標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格,過程昂貴,時間冗長,必須盡量減少兼容測試的次數(shù),以節(jié)省成本和加快產(chǎn)品上市時間。

 

EMI兼容測試,或者往大了說EMC兼容測試,是一個獨立的大行業(yè)。IEC規(guī)定的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)以及衍生出的產(chǎn)品類和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),很難由各個公司的產(chǎn)品部門執(zhí)行,由此誕生了專門的電磁兼容認(rèn)證測試機構(gòu),電磁兼容測試設(shè)備,以及由此衍生出的電磁兼容整改業(yè)務(wù),都有一大批專業(yè)組織和人才。

 

 

  4 EMC兼容測試實驗環(huán)境

 

如果把EMC測試比作英語考試,EMC診斷就像是平時的課堂測驗,預(yù)兼容測試就像考前做模擬真題,正式的兼容測試就像是終極的四六級考試,而林林總總的整改機構(gòu)就是各種課外補習(xí)班 ---- 說句偷懶的話,最終的過級考試嚴(yán)格繁瑣,原則卻是60分萬歲,畢竟一分質(zhì)量需要一分成本,而且最終對外只看那一紙證明;不過話說回來,想要60分,至少要按照80分去學(xué)習(xí),在模擬題上做70分才敢上考場,僥幸是不行的,不然考試費用就白瞎了。

 

在成本和質(zhì)量之間,無論是個人還是公司,都要做到這方面的平衡。

 

二、EMC標(biāo)準(zhǔn)

 

 

IEC作為電工電子類國際標(biāo)準(zhǔn)組織,其下屬的CISPR和TC77制定了大部分EMC基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn):IEC 6xxxx和CISPR xx。其他各國和組織都在IEC的基礎(chǔ)上引申或直接使用,如下中所示,中國的GB,歐盟的EN,美國的FCC和事實上的國際軍工標(biāo)準(zhǔn)MIL-STD。

 

 

 5 EMC國際和國家地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)

 

CISPR和TC77規(guī)定了EMC的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn),通用標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品(類)標(biāo)準(zhǔn)三大類型。

 

基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn):CISPR 16/17,IEC61000-4等,描述了EMC現(xiàn)象、規(guī)定了EMC測試方法、設(shè)備,定義了等級和性能判據(jù),不涉及具體產(chǎn)品;

 

通用標(biāo)準(zhǔn):IEC 61000-6,按照設(shè)備使用環(huán)境來劃分,所有產(chǎn)品必須首先符合通用標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)產(chǎn)品沒有特定的產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn)可以遵循時,直接使用通用標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行EMC測試;

 

產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn):CISPR 11~15,CISPR20~25等,針對某種產(chǎn)品系列的EMC測試標(biāo)準(zhǔn)。往往引用通用標(biāo)準(zhǔn),但根據(jù)產(chǎn)品的特殊性提出更詳細(xì)的規(guī)定。例如CISPR 11規(guī)定了工業(yè)科學(xué)醫(yī)學(xué)設(shè)備的測量方法和限值,CISPR22規(guī)定了信息產(chǎn)品的測試方法和限值,產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了現(xiàn)有絕大部分電子類產(chǎn)品。

 

對于某一個特定產(chǎn)品,應(yīng)怎樣知道應(yīng)選取哪個合適的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試?首先要明確產(chǎn)品的使用場景以及要選取的地區(qū)標(biāo)準(zhǔn),比如中國、美國、歐洲、日本?信息科技設(shè)備 (ITE),工醫(yī)科 (ISM)?家用、商用、輕工業(yè)、重工業(yè)?室內(nèi)、室外?選取對應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn),確定測試項目的限值;如果沒有合適的產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn),則按相應(yīng)的通用標(biāo)準(zhǔn)確定測試項目限值;最后,按基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行每個測試項目,場地、測試方法、測試儀器必須滿足基礎(chǔ)測試框架的要求。

 

看下基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)CISPR16(對應(yīng)GB6113/EN55016)的內(nèi)容,

 

 

 

CISPR16分為四個部分:第一部分為測量設(shè)備的規(guī)范,包括EMI接收機,人工電源網(wǎng)絡(luò),吸收鉗,天線場,夾具校準(zhǔn)等測量設(shè)備的規(guī)范;第二部分為測量環(huán)境,測量方法,校準(zhǔn)場地和測量程序等;第三部分為術(shù)語和報告等;第四部分為數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法等。

 

對于頻譜分析儀來說,其用于EMC預(yù)兼容測試時的功能和性能應(yīng)遵循CISPR 16-1-1測試設(shè)備中的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行設(shè)計和校準(zhǔn),由于測量結(jié)果讀數(shù)與檢波方式有關(guān),因此該標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定了準(zhǔn)峰值,峰值,平均值等幾種檢波方式;測量過程應(yīng)遵循CISPR16-2-x中的相關(guān)規(guī)定;而測量數(shù)據(jù)和報告應(yīng)遵循CISPR16-3以及4中的相關(guān)規(guī)定。但是頻譜分析儀和標(biāo)準(zhǔn)的EMI接收機仍是不同的,因為頻譜分析儀并不能滿足標(biāo)準(zhǔn)中的所有規(guī)定。

 

了解EMC標(biāo)準(zhǔn)的最佳途徑是IEC網(wǎng)站 https://www.iec.ch/emc,條理清晰,描述嚴(yán)謹(jǐn),推薦瀏覽。

 

三、EMI預(yù)兼容測試系統(tǒng)

 

 

作為質(zhì)量成本的一部分,EMI測試盡量在產(chǎn)品設(shè)計早期階段的介入是必要的。上文提到,IEC標(biāo)準(zhǔn)分為三大類型,基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn),通用標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),考慮到測量方法的通用性,本節(jié)從基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)和通用標(biāo)準(zhǔn)入手,介紹EMI兼容測試的系統(tǒng)。在CISPR16和IEC61000系列中,大致可以認(rèn)為測量項目分為下的類別。在實驗室能進(jìn)行的EMI預(yù)兼容測試,包括傳導(dǎo)騷擾和輻射騷擾兩部分,也就是下中的笑臉。

 

 

 

 6 EMC基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)和通用標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容

 

傳導(dǎo)發(fā)射騷擾測試系統(tǒng)

 

傳導(dǎo)發(fā)射騷擾是最基本的一個電磁騷擾,主要沿著導(dǎo)體傳播。它主要是由于電源不合格引起的,指使用交流供電的設(shè)備在運行過程中對處在相同電網(wǎng)下其他設(shè)備的干擾信號。所有的電子產(chǎn)品在用交流電源時都會對電網(wǎng)發(fā)出騷擾信號,這類信號低頻居多,EMC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的騷擾頻率范圍通常是從 9 kHz 到 30 MHz。如果傳導(dǎo)騷擾的信號過大,就會影響整個電網(wǎng)的供電質(zhì)量,進(jìn)而干擾到同一片交流電網(wǎng)下其他設(shè)備的正常運行。傳導(dǎo)干擾要對設(shè)備電源連接到電網(wǎng)的三條線,紅/黃色火線L(LIVE),黃綠/黑色地線E(Earth),藍(lán)色零線N(NEUTRAL),分別獨立的測試并出具三份報告。當(dāng)設(shè)備存在較長的電信連線(例如網(wǎng)線,USB線)時,也要考慮從電信連線上對對端設(shè)備的干擾信號。在某些LISN不適用的場合,可以考慮使用電流鉗。

 

 7 使用頻譜分析儀進(jìn)行傳導(dǎo)騷擾預(yù)兼容測試的典型系統(tǒng)

 

傳導(dǎo)騷擾的EMI測試通常要帶電運行,而且需要區(qū)分測試結(jié)果中的騷擾究竟來自于被測設(shè)備還是電網(wǎng)中原來就存在的騷擾,因此需要有特定的隔離設(shè)備組合:

 

線性阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)LISN(Line Impedance Stabilization Network):由于電源傳導(dǎo)發(fā)射的強度與電網(wǎng)的阻抗有關(guān),為了使測量具有唯一性,必須在特定的阻抗條件下測量,LISN就提供了這樣一個環(huán)境,CISPR標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的LISN為50?/50μH。LISN也對來自電網(wǎng)的干擾信號進(jìn)行濾波,使電網(wǎng)內(nèi)的干擾與被測設(shè)備相互隔離,但是將被測試設(shè)備對電網(wǎng)的干擾耦合出來,送到LISN的輸出測試端,提供標(biāo)準(zhǔn)的共模和差模阻抗,再送出給測試設(shè)備(一般是頻譜儀或EMI接收機)。LISN是傳導(dǎo)測試中的核心設(shè)備,本質(zhì)上講它是一個單向高通濾波器,只將特定頻段的干擾信號篩選出來進(jìn)行測試。

 

隔離變壓器:由于LISN的設(shè)計原理限制,它的供電存在較大的漏電流,要求實際應(yīng)用時需要良好接地,必須要加隔離變壓器與電網(wǎng)隔離開使用。

 

瞬態(tài)限幅器:傳導(dǎo)騷擾可能存在很大的能量,為防止測試設(shè)備過載或燒毀,需在頻譜儀的測量端口前加限幅保護,并在結(jié)果中補償。

 

被測設(shè)備:測量對象一般是交流供電端的三條線,以及部分的電氣信號線。

 

測試設(shè)備:具有符合EMI傳導(dǎo)測試功能的EMI接收機或頻譜分析儀。

 

 

 

輻射發(fā)射騷擾測試系統(tǒng)

 

數(shù)字設(shè)備由于脈沖電流和開關(guān)電源的使用,具有豐富的諧波,一旦接地回路或接口處理不當(dāng)就會對外產(chǎn)生較強的輻射騷擾,而芯片部分的低壓使系統(tǒng)的抗擾度降低。這些輻射騷擾的頻率沒有特定的范圍,從測試標(biāo)準(zhǔn)上看通常從 30 MHz 到 1 GHz /18 GHz。

 

近場測試非常適合產(chǎn)品開發(fā)階段輻射騷擾的EMI診斷。在這個階段,標(biāo)準(zhǔn)測試方法或許能給出精確的結(jié)果,但卻無法顯示問題的來源所在,近場探頭就是很合適的定位工具;然而必須認(rèn)識到,近場探頭的測試結(jié)果幾乎不能給出有關(guān)設(shè)備輻射水平的準(zhǔn)確信息,誤差和波動可達(dá)到20dB以上。使用近場探頭測試的過程中,要保證測量結(jié)果遠(yuǎn)小于標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的騷擾限值;在整改過程中,也要保證每次嘗試整改后的復(fù)測結(jié)果好于前面的各種測量。為了通過近場測試大致了解產(chǎn)品是否能通過最終的兼容測試,需要在已經(jīng)確知結(jié)果的樣品上進(jìn)行多次嘗試。

 

 

 

 8 使用頻譜分析儀進(jìn)行輻射騷擾預(yù)兼容測試的典型系統(tǒng)

 

輻射騷擾不像傳導(dǎo)騷擾固定在傳輸線上,它是向四面八方發(fā)射的,所以需要盡可能地測試產(chǎn)品所有的位置,這個密度和時間并沒有在標(biāo)準(zhǔn)中準(zhǔn)確給出,需要根據(jù)產(chǎn)品的特點進(jìn)行特定測試。測試的間隔越細(xì),每個位置和角度測試的時間越長,就越能測試出真實輻射長度,但是成本也越高了。

 

輻射騷擾預(yù)兼容測試系統(tǒng)需要用到各種天線,各種規(guī)格的屏蔽暗室,可靈活旋轉(zhuǎn)的測試臺和可升降天線桿,能夠校準(zhǔn)天線頻響的頻譜分析儀或EMI接收機,這些輔助設(shè)備一般公司很難備齊,所以不在這里詳述。輻射問題仍推薦使用近場探頭完成最低成本的EMI測試評估,準(zhǔn)確度雖然不高,但是能排除大部分問題了。

 

四、經(jīng)濟型EMI預(yù)兼容測試系統(tǒng)的推薦配置

經(jīng)濟型的EMI預(yù)兼容測試系統(tǒng)方案的推薦配置:

 

1,接地良好的實驗室或?qū)嶒炁_:參見 3

 

2,頻譜分析儀:SSA3021X,9 kHz~2.1 GHz:參見 2和 3

 

作為性價比最高的國產(chǎn)頻譜分析儀,SSA3000X 系列具有便捷的操作界面和簡潔的顯示風(fēng)格,采用成熟的數(shù)字中頻技術(shù),最小分辨率帶寬(RBW)低至10Hz,標(biāo)配前置放大器,顯示平均噪聲電平(DANL)達(dá)-161 dBm/Hz,具備出色的微小信號測量能力,全幅度精度<0.7 dB,測量結(jié)果精確可信,適用于研發(fā),教育,生產(chǎn),維修和相關(guān)領(lǐng)域,對EMI診斷和EMI預(yù)兼容測試也有相應(yīng)的功能支持。

 

 

 9 頻譜分析儀SSA3021X

 

3,SSA3000X的EMI預(yù)兼容測試套件: EMI-SSA3000X,支持EMI濾波器和準(zhǔn)峰值(QP,Quasi Peak)檢波器

 

基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)CISPR 16-1-1規(guī)定了測量設(shè)備的EMI濾波器和準(zhǔn)峰值檢波器標(biāo)準(zhǔn)。EMI濾波器仍是準(zhǔn)高斯形狀,只是其脈沖帶寬定義為-6dB,相比于傳統(tǒng)的高斯濾波器具有更好的頻率選擇性。準(zhǔn)峰值檢波是一種快速充電,慢速放電的檢波器,時間加權(quán)的檢波方式,它將時間上間斷出現(xiàn)的騷擾信號進(jìn)行幅度的加權(quán)平均作為結(jié)果顯示,這樣即使幅度很大但是出現(xiàn)概率很低的騷擾信號可能得到較低的準(zhǔn)峰值檢波結(jié)果,而幅度很小但是出現(xiàn)概率很高的騷擾信號也有可能得到較高的準(zhǔn)峰值檢波結(jié)果,這種加權(quán)比較適合電子設(shè)備對騷擾信號的反應(yīng),也符合人的心理上對EMI騷擾程度的體驗。但是準(zhǔn)峰值檢波的平均過程測試時間長,并不利于日常的診斷。因此在進(jìn)行EMI與兼容測試時,可以先用峰值檢波快速發(fā)現(xiàn)EMI 問題頻點,然后針對這些峰值點專門進(jìn)行準(zhǔn)峰值測量,以節(jié)省測試時間。對每一個點的準(zhǔn)峰值檢波測量,SSA3000X頻譜分析儀還提供了駐留時間選項,既可以快速掃描,也可以更精細(xì)的測量,反映出測試頻點的準(zhǔn)峰值幅度。

 

 

  10 SSA3000X的EMI選件:EMI濾波器,QP檢波和QP檢波器的駐留時間

 

4,探頭選件:SRF5030,9 kHz~3 GHz近場探頭,分辨率從25mm到2mm,用于輻射騷擾測量。

 

如前所述,近場探頭的幅度準(zhǔn)確度較低,誤差在10dB以上,尤其在高頻誤差將更大,僅能夠作為定性判斷工具使用,但卻是大部分輻射騷擾測試的利器。Siglent近場探頭SRF5030套裝,提供4種不同分辨率的磁場探頭,針對空間輻射,線纜,PCB等查找干擾源;同時選配30dB的前置放大器,以提高系統(tǒng)測試靈敏度。

 

 

 

   11 不同分辨率的近場探頭

 

5,LISN和電流鉗選件:SEM5040A和SEM5011,用于傳導(dǎo)測量

 

SEM5040A人工電源網(wǎng)絡(luò)是一款(50uH+5Ω)||50Ω V型 LISN(Line Impedance Stable Network),能在9 kHz到30 MHz射頻范圍內(nèi)為被測試設(shè)備端子和參考地之間提供穩(wěn)定的阻抗,同時將來自電網(wǎng)的無用信號與測量電路隔離開,僅將被測試設(shè)備的干擾電壓耦合到測量接收機的輸入端。該產(chǎn)品的性能符合CISPR16-1-2:2006標(biāo)準(zhǔn)要求,適用于單相設(shè)備傳導(dǎo)騷擾電壓測量;標(biāo)準(zhǔn)的BNC輸出接口和50歐姆輸出阻抗,可匹配任何廠家的接收機、頻譜儀等測量設(shè)備;產(chǎn)品自帶模擬手功能,可模擬手持式設(shè)備測量;可選的150kHz高通濾波器,用戶可以根據(jù)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)選擇低端頻率從9kHz還是150kHz開始;內(nèi)置瞬態(tài)限幅器(10dB衰減),可以有效保護接收機或頻譜儀不會因為大信號損壞,可以把EM5040A直接安全地連接到測量設(shè)備,不需要另外購買限幅器。

 

SEM5011射頻電流探頭是一款射頻寬帶電流互感器,適用于20 Hz到200 MHz的EMI干擾測量和屏蔽效果測量,具有300 kHz到120 MHz平坦的頻率響應(yīng)曲線,性能符合CISPR 16-1-2 標(biāo)準(zhǔn)要求,常用于夾在被測設(shè)備的電源線或者控制線上測量干擾信號電流的大小,電流探頭的射頻輸出電壓正比于被測干擾信號電流的大小。SEM5011 射頻電流探頭可以非常方便地夾在被測導(dǎo)線上,用在那些不能使用人工電源網(wǎng)絡(luò)的 EMI 測量場合(如電流太大或接線困難等)。  

 

 12 LISN:雙線電源網(wǎng)絡(luò)SEM5040A和電流鉗SEM5011

 

6,免費的PC機預(yù)兼容測試控制軟件:EasySpectrum

 

EasySpectrum是Siglent針對SSA3000X系列頻譜分析儀而開發(fā)一款PC應(yīng)用軟件,該軟件包括頻譜儀基本控制和顯示功能,也可用于進(jìn)行EMI預(yù)兼容測試流程。該軟件基于業(yè)界通用的標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動VISA設(shè)計,可以通過USB-TMC或LAN接口實現(xiàn)軟件與儀器的通信,從而實現(xiàn)對儀器的應(yīng)用控制。

 

 13 EMI自動測試軟件:EasySpectrum

 

EasySpectrum支持完整的EMI預(yù)兼容測試自動化實施流程。上文提到由于準(zhǔn)峰值檢波需要較長的測試時間,在全頻段掃描時使用準(zhǔn)峰值檢波是非常耗時的,所以推薦設(shè)置中分為預(yù)掃描—尋找峰值----終掃描三部分,預(yù)掃描使用峰值檢波,可以快速的將全頻段中的極大值找出來,然后按照幅度為這些峰值排序,最后在使用準(zhǔn)峰值檢波,對每個峰值點單獨地進(jìn)行準(zhǔn)峰值測試,可以大大節(jié)省預(yù)兼容測試的時間。該軟件支持全流程的文件配置,方便工程管理。

 

 

 14 EasySpectrum的EMI預(yù)兼容測試流程

 

Tips

 

 

 

1,如何使用標(biāo)準(zhǔn)中的準(zhǔn)峰值限制標(biāo)準(zhǔn)?

 

適用于產(chǎn)品的限制線標(biāo)準(zhǔn)須提前找到,然后再頻譜分析儀中制作一條限制線,也是很方便的。參見擴展閱讀部分內(nèi)容。

 

2,峰值掃描的結(jié)果包含了哪些信息?

 

峰值掃描結(jié)果會比準(zhǔn)峰值結(jié)果要高。在有限制線的情況下,如果峰值掃描都沒有達(dá)到限制線,那么準(zhǔn)峰值一定不會超過限制,這些頻率點就可以從終掃的表格中去除,以節(jié)省終掃時間,因為終掃一般使用準(zhǔn)峰值檢波,測試時間較長。

 

3,準(zhǔn)峰值掃描的駐留時間設(shè)置為多長比較合適?

 

駐留時間越長,能夠接收到的騷擾的概率就越高,結(jié)果就越接近真實情況,但是會耗費更多時間。這是一個折中,需要用戶自己根據(jù)實際的需求判斷駐留時間設(shè)置多少,SSA3000X的準(zhǔn)峰值檢波駐留時間默認(rèn)500ms,可以在0-1s內(nèi)設(shè)置,代表每一個頻點進(jìn)行準(zhǔn)峰值檢波的時間。

 

4,想測試一下產(chǎn)品的輻射騷擾,可是沒有EMI接收機,頻譜儀上也沒有EMI測試功能,怎么辦?

 

要清楚當(dāng)前階段的主要目的是什么。如果只是EMI診斷,普通的頻譜分析儀峰值掃描就可完成,沒有必要進(jìn)入預(yù)兼容測試的過程。

 

5,頻譜分析儀具有EMI濾波器和準(zhǔn)峰值檢波功能,是不是可以進(jìn)行產(chǎn)品的EMI預(yù)兼容測試了?

 

普通的頻譜分析儀可以進(jìn)行EMI診斷,不需要配置EMI和準(zhǔn)峰值檢波器。具有EMI濾波器和準(zhǔn)峰值檢波功能的頻譜分析儀只是EMI預(yù)兼容測試系統(tǒng)的一部分,要想進(jìn)行較完整的EMI預(yù)兼容測試,還需要有其他配套設(shè)備,環(huán)境和方法,例如LISN,合適的實驗臺等??蓞⒁姷谌?jié)的內(nèi)容。

 

6,請問頻譜儀測量輻射騷擾的功能是否遵循CISPR16-1-4標(biāo)準(zhǔn)?

 

SSA3000X頻譜分析儀中的EMI濾波器和準(zhǔn)峰值檢波器,是根據(jù)CISPR16-1-1:2006測試設(shè)備規(guī)范設(shè)計的,而CISPR16-1-4內(nèi)容是輻射騷擾輔助設(shè)備的規(guī)范,例如場地,天線等環(huán)境參數(shù),需要額外配置,和測試主設(shè)備頻譜分析儀沒有關(guān)系。


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