电子说
EMI全称为Electromagnetic Interference,常指电子设备对外产生的电磁干扰。 当电子设备存在突然变化的电压或电流,便会产生交变的电磁场,从空间辐射或导体传导传输出去,影响到周边其他的电子设备。电磁干扰的测量通常分为传导干扰测量和辐射干扰测量。
通过辐射干扰的实测科普频谱仪EMI模式的使用。
此次测量,除了频谱仪之外,还会用到近场探头,探头的顶端有一个圈,当电磁场通过这个圈时,就会产生电磁感应作用,使电磁场的能量转换为电信号,并最终在频谱仪上显示出该信号的频率与幅值,听起来和天线的原理有一点接近。事实上,近场探头与天线的Max区别就在于它专门用于近距离测量电磁场,可以实现干扰源的定位。并且由于电场和磁场在近场同时存在,近场探头会分为磁场探头与电场探头。
试验使用最常见的磁场探头来捕捉信号。首先点击频谱仪上的【Mode】按键—选中EMI测量——点击流程——选择扫描模式,可选仅扫描、仅搜索峰值和仅测量等多种模式。通常选择这个名字最长的扫描、搜索和测量模式、全部进行的模式即可。然后需要设置测量的频率范围,点击【Scan】配置,可以自定义选择起始频率和终止频率,也可以直接点击【Cispr】频带,在里面选择特定的频带。实验使用的是30MHz到300MHz这一个频段。然后是设置分辨率带宽,设置为默认的120KHz即可,下方还可以设置X轴的刻度模式:默认为对数格式。点击右上角的蓝色箭头,返回上一级菜单,可以先直接进行一次扫描了。
将近场探头。置于想要测量的电磁场的位置,注意:即使是在同一个测试点位,近场探头的旋转角度不同,捕捉到的信号幅值也会有差异!建议先在频谱模式下,相同的频段内,旋转近场探头,找到信号幅值最大时对应的近场探头角度,然后再进入EMI模式进行测量。
点击【开始】按键,可以看到信号没有被检测出来,这是因为频谱仪的底噪太大,信号被淹没在了底噪之中。因此可以尝试将频谱仪内部的衰减关闭,使信号与底噪区分的更加明显。点击【Amplitude】按键,选中衰减设置为0dB,然后点击【Measure】按键,再进行一次扫描。这样辐射信号的图像就显示出来了,并且会有光标标出幅值最突出的10个频点的信号。在下方的表格中按照频率顺序计算出它们的峰值、准峰值和平均值,从图像也可以看出,信号的幅值与噪声还是比较接近,并且距离频谱仪可接受的信号幅值上限还有一段距离,大于20dB。
可以继续点击【Amplitude】按键,打开预知放大器,然后再进行一次扫描。此时可以看到信号图像被进一步的放大,更多的细节可以被展示出来。
而如果我们想要得到信号与原始环境中噪声信号的对比图,可以这样操作:先将近场探头依然置于原定测量位置,关闭被测物,先进行一遍扫描。此时在屏幕上显示的迹线A即为周围环境噪声与频谱仪底噪叠加的图像。点击【Trace】按键,选中查看,使迹线A接下来一直处于静止状态,然后切换至迹线B,点击清除写入,使其成为当前的扫描曲线。从屏幕左侧的状态信息栏可以得知,当前曲线B处于连续波扫描状态,但检波方式依然是QPK,也就是准峰值检波。
因此点击【Detect】按键,选择峰值检波,接下来就可以开启被测器件,待其稳定工作后,点击【开始】进行扫描。扫描完成后,就可以直观的看到哪些辐射是真实的由被测器件产生的了。
在EMI测量菜单当中还有几个小功能。首先是搜索配置,在里面可以设置峰值阈值,只搜索满足阈值条件的峰值。例如设置阈值为50dBμV,然后设置流程为仅搜索,点击【开始】,下方的表格就会仅保留峰值大于50dBμV幅的信号。
搜索配置中的峰值偏移,指峰值与左右两边极小值幅度的差值,差值大于峰值偏移的峰值才会被选中。最下方是峰值的数量,最多可以设置为50个。
Measure配置用于设置检波器状态,一般让三种检波器都打开即可。列表操作用于标记特定信号。Meter测量表示的是扫描一个固定频点,例如设置Meter频率为50MHz,屏幕上就会出现一条蓝色竖线,它会扫描与测量50MHz这个频点上的信号的峰值、准峰值和平均值。测量结果显示在屏幕上右侧。
因为在Meter功能中我们设置了扫描模式为连续扫描,因此测量结果是实时更新的,最多可以设置3个Meter。并且在【BW】按键当中,我们可以设置Meter的分辨率带宽。
接下来教大家如何添加Limit限制线,点击【Limit】按键,打开限制1,选中编辑限制1,我们可以通过编辑限制来自定义设计1条限制线,也可以点击加载标准限制,从频谱仪内置的多个常用标准限制中选择自己所需要的标准限制。
这里选择EM文件夹下的55032,选中这一条30MHz—1GHz的标准限制,点击加载,可以看到一条蓝色的限制线就已经加载成功了。在Limit的限制限制1当中,可以看到限制线1的具体参数,在下方的表格中,在有限制线的条件下再进行一次扫描,可以看到在测量出的表格当中,LL1∆这一个位置—会显示出峰值与限制值的差值,不满足限制条件的数据都会被标红。例如这第一个点就是对应这个点,它已经超出了限制性的范围,因此会被红色标记出来。
审核编辑 黄宇
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