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安捷伦近场电磁搅扰源勘探定位计划

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概述

  假如一个新产品在电磁搅扰(EMI )预兼容测验或许规范兼容测验中失利,进行故障诊断和改进是燃眉之急。而近场探头合作频谱剖析仪查找搅扰源,并验证改进作用是最常见易行的方法。

  图一 安捷伦X系列信号剖析仪和N9311X-100 近场探头

  近场测验总述

  在认证组织中,运用经过各类校准的天线进行辐射走漏测验,都是进行的远场丈量。规范的远场辐射走漏测验,能够准确定量的告知咱们被测件是否契合相应的 EMI 规范。可是远场测验无法告知工程师,严峻的辐射问题到底是来自于壳体的缝隙,仍是来自衔接的电缆,或USB ,LAN 之类的通讯接口。在这种状况下,咱们能够经过近场测验的方法来定位辐射的真实来历。

  近场 EMI 丈量的问题在于运用近场探头的丈量成果和运用天线进行远场丈量的成果无法直接进行数学转化。可是存在一个基本原理:近场的辐射越大,远场的辐射也必定越大。所以运用近场探头丈量,实际上是一个相对量的丈量,而不是准确的肯定量丈量。运用近场探头进行 EMI 预兼容测验时,咱们常常把新被测件测验成果和一个已知合格被测件的近场探头测验(近场测验)成果进行比较,来猜测EMI 辐射走漏测验(远场测验)的成果,而不是直接和契合EMI兼容规范的约束线进行比较。一起,测验的肯定数值含义也不大,由于这个测验成果和许多变量,包含探头的方位方向、被测件的形状等会密切相关。
近场探头的品种及首要特点

  电磁场是由电场和磁场构成。在近场,电场和磁场一起存在,其强度不构成固定联系。以电场为主仍是磁场为主,首要是由发射源的类型决议的。简而言之,在高电压,低电流的区域,电场大于磁场。高电流,低电压的区域,磁场大于电场。一起在首要的EMI 测验频段,磁场跟着间隔的改变要快于电场。

  由于磁场是由电流发生的,所以最常见的发射源包含芯片,器材的管脚、PCB 上的布线、电源线及信号线缆。最常见的磁场探头多为环状,当磁场传达线和探头环面笔直的时分,丈量数值最大。所以在丈量过程中,工程师一般需求旋转探头的方历来丈量到最大的磁场数值,一起防止遗失重要的发射源。

  电场是由电压发生,首要的发射源包含一些未端接器材的线缆 、衔接高阻器材的PCB 布线等。最简略的电场探头相似一根小天线。有人乃至把同轴电缆前端的一小段屏蔽层剥开,显露芯线来构成简略的电场探头进行运用。在没有屏蔽设备的状况下,电场探头的问题是比较简单拾取到环境中存在的电磁波信号,如蜂窝通讯的上下行信号,然后影响到整个测验体系的丈量动态规模。

  挑选近场探头往往要考虑几个重要要素,包含分辩率 、灵敏度和频率响应等。

  近场探头的灵敏度不是一个肯定的目标,关键是看探头和合作运用的频谱剖析仪或许接收机能不能简单的丈量到辐射走漏信号,并且有满意的裕量去调查改进后的改变。假如频谱仪的灵敏度很高,咱们能够挑选灵敏度相对较低一些的探头。反之就必须挑选灵敏度高的探头,乃至考虑外接前置放大器进步全体体系的灵敏度。

  分辩率也便是探头分辩搅扰源方位的才能。而一般来说分辩率和灵敏度是一对对立体。以咱们最常用的环状磁场探头为例,尺度越大的环状探头,灵敏度往往越高,测验面积越大,然后分辩率就会越低。而比较引荐的方法是选用一组多个尺度的探头,在大规模测验的时分用较大的探头,找到疑似区域,再逐步减小探头尺度,终究定位到搅扰源。

  频率响应是一个往往会被咱们疏忽的重要要素。所谓的频率响应便是探头丈量相同起伏,不同频率的信号,所得到的幅值差异。咱们在前文提到过,运用探头进行EMI 剖析,是一种相对,定性的测验。可是假如探头的频率响应较差或不行平整,会使全频段的测验成果不直观,让咱们疏忽一些重要的辐射走漏信号。

  探头的形状以及多样性也是重要的要素。除了惯例的电场、磁场探头,在进行EMI 剖析的时分,咱们还往往需求一些特别的探头。工程师经常会遇到这样一种状况,在找到一个搅扰源方位并进行屏蔽处理后,发现整机的辐射走漏并没得到满意的改进。那么最常见的原因便是这个搅扰信号经过信号线缆或许电源线缆传达到了其他区域,并终究辐射到了空间。惯例的近场探头很难对线缆内部的搅扰进行勘探,就往往需求运用下面会介绍到的N9311X-100 近场探头组中的4号探头专门用于线缆搅扰的测验。

  安捷伦N9311X-100 近场探头组

  为了合作具有强壮EMI 剖析功用的安捷伦X系列信号剖析仪,并方便的完结搅扰源的定位,安捷伦最新推出了一组掩盖30 MHz 至3 GHz的近场探头,选件N9311X-100 。该探头组包含4个磁场探头,向用户供给了归纳灵敏度与分辩率的最佳挑选。不只能够用于电磁搅扰源的勘探和定位还能够满意专业的线缆搅扰测验需求,能够协助用户方便方便的剖析绝大多数EMI 问题。

表一 N9311X-100近场探头组技术目标

  假如用户需求更高的测验灵敏度,安捷伦还供给了能够和N9311X-100近场探头合作运用的外置前置放大器,选件N9311X-110。该放大器在100 kHz至3 GHz频段噪声系数仅为4.5 dB ,供给30 dB增益。

图二 N9311X-100前置放大器

  定论

  安捷伦N9311X-100近场探头组以及配套的N9311X-110前置放大器,重量轻,装置方便,运用方便。一起该探头具有很宽的频率规模,集杰出的分辩率和灵敏度为一体,能够快速剖析查找各类EMI 搅扰源。合作安捷伦X系列信号剖析仪的杰出性能及专业 EMI 丈量剖析功用,为用户供给了性价比最优的专业EMI 剖析东西。

  引荐装备

  N9311X-100: 30 MHz至3 GHz近场探头组

  N9311X-110: 外置前置放大器(选配)

  安捷伦X系列信号剖析仪及N6141A/W6141A EMI接收机软件

  信号剖析仪典型装备

  N9000A-503 或507: 3 GHz或7.5 GHz CXA 信号剖析仪

  N9000A-P03 或P07: 3 GHz或7.5 GHz CXA 前置放大器

  W6141A-2FP: EMI接收机应用软件

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