频谱分析仪在EMI测试中的应用

 　频谱分析仪对于一个电磁兼容（ＥＭＣ）工程师来说就象一位数字电路设计工程师手中的逻辑分析仪一样重要。频谱分析仪的宽频率范围、带宽可选性和宽范围扫描ＣＲＴ显示使得它在几乎每一个ＥＭＣ测试应用中都可大显身手。

    辐射发射测量

    频谱分析仪是测试设备辐射发射必不可少的工具，它与适当的接口相连就可用于ＥＭＩ自动测量。大多数情况下被测设备在第一次测试时都不能满足人们的期望值，因此，诊断电磁干扰源并指出辐射发射区域就显得很迫切。在ＥＭＩ辐射发射测试的故障检修方面，有时可能想要设置足够宽的频率范围以使得辐射发射要的频谱范围以外的频谱也包括在内。另一种常用技术是观察特殊宽带天线频率范围。包括所有校正因子在内的频谱图也同时被显示在频谱分析仪的ＣＲＴ上，显示的幅值单位与分析仪上的单位相一致，通常是dBm。这样，测试人员可在ＣＲＴ上监测发射电平，一旦超过限值，就会被立刻发现。这在故障检修中极其有用。这种特性使得人们在屏蔽被测产品的同时观察频谱仪的屏蔽并可立刻获得反馈信息。在快速进行滤波、屏蔽和接地操作时同样可做以上尝试。频谱分析仪的最大保持波形存储以及双重跟踪特性也可用于观察操作前后的ＥＭＩ电平的变化。

    传导发射

    频谱分析仪对几种传导发射的测试能够象辐射发射测试那样设成自动的，并通过计算机对数据作图、列表。同时频谱分析仪在手动模式下也是一种有用的诊断工具。在ＣＲＴ显示器上可以观察到相对较宽的扫描频段，同时相应的限值也可显示在ＣＲＴ上，以便很快地与发射电平做比较。频谱限值包含了电流探头或ＬＩＳＮ修正因子，同时频谱仪的显示单位也随之作相应转变。故障处理的结果可以在ＣＲＴ上很容易地观察到。传导发射信号的特征也可以用与辐射同样的方法得到。故障处理的方法通常是滤波，但在１ＭＨｚ以上时，问题通常是由辐射发射的耦合而引起的，因此，许多用于抑制辐射发射的故障检修技术也被采用。

    敏感度测试

    频谱分析仪在电磁敏感度测试过程中用于监视被测设备上的传导或辐射发射电平。包含敏感测试的标准有ＭＩＬ－ＳＴＤ－４６１／４６１和ＦＤＡＭＤＳ－２０１－０００４。

    ＥＭＩ场地勘测

    便携式的频谱分析仪与宽带天线的组合在探测电磁干扰过程中特别有用。在１ＫＨｚ～１ＧＨｚ之间的辐射电磁干扰探测仅用一台频谱仪和一根天线就可完成。不同地理位置环境干扰的勘测有助于确定最佳的ＥＭＩ开阔测试场地。勘测的信息也可用于确定安置ＥＭＩ敏感校验或设计组的最佳位置。多数情况下，来自建筑物外最小的环境电磁干扰区域趋于建筑物的中央。对于多层建筑物，地下室或较低楼层通常具有最小的环境电磁干扰。

    有时，甚至在ＥＭＩ敏感设备放置一段时间后会突然发生电磁干扰问题，频谱分析仪则是标出问题缘由的重要诊断工具。天线用于决定发射源的方向并标出最大干扰的区域。ＲＦ电流间断电源（ＵＰＳ）产生的干扰，通过频谱分析仪与宽带天线跟踪追查某宽带电磁干扰到一间装有ＵＰＳ的房间，用ＲＦ电流探头探出干扰源是蓄电池线缆。

    衰减测试

    ＥＭＩ测试场的衰减测试可以由频谱分析仪、适当的天线和射频（ＲＦ）发射装置来完成。按照ＦＣＣ和ＶＤＥ发射说明进行测试的装置必须满足ＦＣＣ／或ＶＤＥ中指定的相应场地衰减要求。

    电源线滤波器的衰减特性也可由频谱分析仪和跟踪信号发生器来完成。跟踪信号发生器产生一已知电平的扫描频率信号而通过频谱仪来跟踪观察。将滤波器放在发生器输出和频谱仪输入之间，就可以得到其衰减特性。发生器输出电平与频谱仪接收到的电平之差等于该滤波器所提供的衰减。滤波器测试装置的源和负载阻抗一般为５０Ω，以便与滤波器生产厂家提供的典型衰减曲线相比较。应当注意，在实际使用过程当中，滤波器的衰减值可能与提供的典型曲线有很大出入，这是因为实际与滤波器相连的网络阻抗并不总是５０Ω。

    屏蔽效能测试

    频谱分析仪能用来测试材料、设备屏蔽箱体、甚至较大屏蔽测试室的屏蔽效能。材料样品可以通过横电磁波（ＴＥＭ波）室、频谱分析仪和跟踪发生器测试，测试装置与滤波器衰减测试很相似，只是用ＴＥＭ波室代替了滤波器。材料样本放在ＴＥＭ室里测试其频率变化的衰减特性或屏蔽效能。

    另一种用频谱分析仪测试材料的方法是将材料样本蒙在测试盒的开口上。这里，跟踪发生器与一小发射天线相连并放在测试盒的内部。接收天线放在测试盒的外面并与频谱仪相连。用材料样本覆盖的测量值之差就是屏蔽效能值。

    总结

    总之，频谱分析仪随着技术的发展而不断改进，并在未来的几年中仍是ＥＭＩ测试的基本工具。频谱分析仪对于宽范围的ＥＭＩ诊断、故障检测和测试应用是极其有用的