原创 采用频谱分析仪进行ＥＭＩ测试和诊断（下）

接上篇

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ＦＤＡ　ＭＤＳ－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。大多数情况下，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。注意用天线和电流探头两者接收的发射特性的相似。

ＥＭＩ勘测也可用于城市条例或国家法规中，例如在波特兰市（Portland)、俄勒冈州（Oregon)都有要求对可移动页控天线之类的广播天线进行年检的条例。有时候，这些测试必须在偏远地区或山顶进行。　　ＯＳＨＡ有要求对可能产生高射频能量的仪器进行安检的条例。频谱分析可以测试场强并将其转换为指定的能量密度单位，比如毫瓦每平方厘米（mW/cm2）。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。

一个实际使用的设备箱体屏蔽效能的测试方法与刚才描述的屏蔽盒的测试方法相似，小发射天线放在设备箱体的外部而不是屏蔽盒的内部。发射天线经箱体屏蔽和未屏蔽的两种情况下，用接收天线和频谱分析仪测得的两者之差即屏蔽效能值。如果设备箱体完全是金属的或射频密封的，它能够很容易地得到１００dＢ以上的屏蔽效能。然而，通常情况下，屏蔽箱体是带有开口的，如缝隙、未屏蔽的ＣＲＴ屏蔽、非金属区域以及通风口。如果屏蔽效能值没满足要求，这里就可以使用辐射发射测试中描述的故障诊断和检测方法。射频泄漏区的信息有利于设备设计的改善。结构设计可以通过衬垫密封、附加屏蔽或一个全新的结构设计来改善。对于勉强可接受的结构设计来说，应特别注意箱体内的电分布情况。比如，数字电路板不应放在靠近易产生射频泄漏的区域，应注意，屏蔽效能值不仅从发射的角度而且从敏感性的角度来考虑都是有用的。如果ＥＭＩ能从箱体出来，同样它也能进入箱体。因此，电路远离射频窗口有助于防止因外界ＥＭＩ源引起的电路敏感性问题。　　

在大屏蔽间或大屏蔽箱体的屏蔽效能测试中，频谱分析仪是一种重要的测试和诊断工具。ＭＩＬ－ＳＴＤ－２８５和ＮＳＡ　６５－６是两种常用的屏蔽效能标准。其测试目的类似于设备箱体的屏蔽效能测试，只不过它是在一个较大的规模上进行罢了。测试要求通常会用到磁场、电场、平面波和微波发射接收设备。被测的频率范围从几十Ｈｚ到几十ＧＨｚ。可能会要求屏蔽效能值大于１００dＢ。探头和天线与频谱仪一起用于标定射频泄漏区域，就象在一个物理小规模上测试电子设备所做的一样。在这里会碰到许多同样的问题，通常的ＲＦ泄漏区域为错误的导电封装、衬垫、滤波器以及很可怕的“暗道”。所谓“暗道”指的是箱体外部的一个射频泄漏点在箱体内部的一个不同点上引起了射频泄漏。在短波频率上定位“暗道”是一项极具挑战性的工作。

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。