基于磁场探头的磁场修正与电流修正解析

描述

磁场探头发射的电压信号输出(Uprobe),被频谱分析仪分离成频谱。磁场修正系数(KH)定义为:描述电压信号和相关磁场(HRF)的关系。磁场(HRF)与电流(IRF)相关,这样,另一个修正系数基于电流(IRF)来定义。

1、磁场修正:

从磁场探头测出的电压信号(Uprobe),通过修正公式,可计算出磁场探头线圈里的磁场强度(HRF)。在每个单独的应用中,磁场探头的修正系数与测量几何参数无关,即探头可以在任意距离和角度来操纵,相对于导体没有任何修正错误(图2),其结果都是围绕探头线圈的是平均磁场强度(图1)。

图1 在探头线圈里的场强发布(均匀磁场)

频谱分析仪

图2 通用测试设置布局

根据修正系数(KH),按下面公式运算平均磁场强度:

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运算方程式举例见图3:

图3中,磁场探头位于全频范围内恒定的磁场中。由于耦合的因素,在探头中感应的电压取决于频率。耦合系数来自测得的电压(Uprobe)和平均磁场强度之间。如果修正系数再加上被测电压(Uprobe),就可得到实际存在的磁场强度(HRF对数表达)。

使用公式可以从测得的曲线(Uprobe)和修正系数(KH)来确定平均磁场强度(HRF)。结果如图3所示。

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图3怎样运算修正系数举例

2、电流修正:

在射频磁场(HRF)和射频电流(IRF)之间存在一致的物理相关性,它们的关系程度取决于电流导体布局的几何参数。因此,测试中需要在定义的参考设置下,来标定电流修正系数(K I)。

在高频电流探头使用时,只有几何参数与参考设置重合,才会准确修正测定的电流值(Icorr)。如果在设置上有偏差,电流值(Icorr)也会偏离,此时,计算出的电流值(Icorr)只能是一种强弱程度参考值,不是一个精确的测量值。测试修正时,根据下面的几何参数进行参考设置(图4和图5) :此时要求导线宽2mm;导线距离接地系统的高度为1mm;磁场探头放在导线上(见图4)。

根据电流修正系数(KH),按下面公式运算电流值:

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图4 用于RF-R400-1RF-R50-1RF-R3-2RF-R0.3-3近场探头的设置

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图5 用于RF-B3-2RF-B0.3-3RF-K7-4RF-U2.5-2RF-U 5-2近场探头的设置

本例中采用的是在全频率范围内恒定的电流(图6)。 通过磁场探头,该电流变成电压,并通过频谱分析仪测出探头输出电压(Uprobe)。从探头输出的电压波形,再加上频率有关的校正系数,这样测量出导体中的电流(对数)。在本参考设置 里,Icorr就为流过的电流(dBuA)。

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图6 电流校正举例(绿色为电流dBμA)

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