安捷伦近场电磁干扰源探测定位方案
互联网 2022-12-05

概述

  如果一个新产品在电磁干扰(EMI )预兼容测试或者标准兼容测试中失败,进行故障诊断和改进是当务之急。而近场探头配合频谱分析仪查找干扰源,并验证改进效果是最常见易行的方法。

  图一 安捷伦X系列信号分析仪和N9311X-100 近场探头

  近场测试综述

  在认证机构中,使用经过各类校准的天线进行辐射泄露测试,都是进行的远场测量。标准的远场辐射泄漏测试,可以准确定量的告诉我们被测件是否符合相应的 EMI 标准。但是远场测试无法告诉工程师,严重的辐射问题到底是来自于壳体的缝隙,还是来自连接的电缆,或USB ,LAN 之类的通信接口。在这种情况下,我们可以通过近场测试的方法来定位辐射的真正来源。

  近场 EMI 测量的问题在于使用近场探头的测量结果和使用天线进行远场测量的结果无法直接进行数学转换。但是存在一个基本原理:近场的辐射越大,远场的辐射也必然越大。所以使用近场探头测量,实际上是一个相对量的测量,而不是精确的绝对量测量。使用近场探头进行 EMI 预兼容测试时,我们常常把新被测件测试结果和一个已知合格被测件的近场探头测试(近场测试)结果进行比较,来预测EMI 辐射泄漏测试(远场测试)的结果,而不是直接和符合EMI兼容标准的限制线进行比较。同时,测试的绝对数值意义也不大,因为这个测试结果和诸多变量,包括探头的位置方向、被测件的形状等会密切相关。

近场探头的种类及主要特点

  电磁场是由电场和磁场构成。在近场,电场和磁场共同存在,其强度不构成固定关系。以电场为主还是磁场为主,主要是由发射源的类型决定的。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。同时在主要的EMI 测试频段,磁场随着距离的变化要快于电场。

  因为磁场是由电流产生的,所以最常见的发射源包括芯片,器件的管脚、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,当磁场传播线和探头环面垂直的时候,测量数值最大。所以在测量过程中,工程师一般需要旋转探头的方向来测量到最大的磁场数值,同时避免遗漏重要的发射源。

  电场是由电压产生,主要的发射源包括一些未端接器件的线缆 、连接高阻器件的PCB 布线等。最简单的电场探头类似一根小天线。有人甚至把前端的一小段屏蔽层剥开,露出芯线来构成简单的电场探头进行使用。在没有屏蔽设备的情况下,电场探头的问题是比较容易拾取到环境中存在的电磁波信号,如蜂窝通信的上下行信号,从而影响到整个测试系统的测量动态范围。

  选择近场探头往往要考虑几个重要因素,包括分辨率 、灵敏度和频率响应等。

  近场探头的灵敏度不是一个绝对的指标,关键是看探头和配合使用的频谱分析仪或者接收机能不能容易的测量到辐射泄漏信号,并且有足够的裕量去观察改进后的变化。如果频谱仪的灵敏度很高,我们可以选择灵敏度相对较低一些的探头。反之就必须选择灵敏度高的探头,甚至考虑外接前置放大器提高整体系统的灵敏度。

  分辨率也就是探头分辨干扰源位置的能力。而通常来说分辨率和灵敏度是一对矛盾体。以我们最常用的环状磁场探头为例,尺寸越大的环状探头,灵敏度往往越高,测试面积越大,从而分辨率就会越低。而比较推荐的办法是选用一组多个尺寸的探头,在大范围测试的时候用较大的探头,找到疑似区域,再逐渐减小探头尺寸,最终定位到干扰源。

  频率响应是一个往往会被大家忽略的重要因素。所谓的频率响应就是探头测量同样幅度,不同频率的信号,所得到的幅值差异。我们在前文提到过,使用探头进行EMI 分析,是一种相对,定性的测试。但是如果探头的频率响应较差或不够平坦,会使全频段的测试结果不直观,让我们忽略一些重要的辐射泄漏信号。

  探头的形状以及多样性也是重要的因素。除了常规的电场、磁场探头,在进行EMI 分析的时候,我们还往往需要一些特殊的探头。工程师经常会遇到这样一种情况,在找到一个干扰源位置并进行屏蔽处理后,发现整机的辐射泄漏并没得到足够的改善。那么最常见的原因就是这个干扰信号通过信号线缆或者电源线缆传播到了其他区域,并最终辐射到了空间。常规的近场探头很难对线缆内部的干扰进行探测,就往往需要使用下面会介绍到的N9311X-100 近场探头组中的4号探头专门用于线缆干扰的测试。

  安捷伦N9311X-100 近场探头组

  为了配合具有强大EMI 分析功能的安捷伦X系列信号分析仪,并快捷的完成干扰源的定位,安捷伦最新推出了一组覆盖30 MHz 至3 GHz的近场探头,选件N9311X-100 。该探头组包括4个磁场探头,向用户提供了综合灵敏度与分辨率的最佳选择。不仅可以用于电磁干扰源的探测和定位还能够满足专业的线缆干扰测试需求,可以帮助用户方便快捷的分析绝大多数EMI 问题。

表一 N9311X-100近场探头组技术指标

  如果用户需要更高的测试灵敏度,安捷伦还提供了可以和N9311X-100近场探头配合使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 ,提供30 dB增益。

图二 N9311X-100前置放大器

  结论

  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,安装快捷,使用方便。同时该探头具有很宽的频率范围,集良好的分辨率和灵敏度为一体,可以快速分析查找各类EMI 干扰源。配合安捷伦X系列信号分析仪的良好性能及专业 EMI 测量分析功能,为用户提供了性价比最优的专业EMI 分析工具。

  推荐配置

  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系列信号分析仪及N6141A/W6141A EMI接收机软件

  信号分析仪典型配置

  N9000A-503 或507: 3 GHz或7.5 GHz CXA 信号分析仪

  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

声明: 本文转载自其它媒体或授权刊载,目的在于信息传递,并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责,如有新闻稿件和图片作品的内容、版权以及其它问题的,请联系我们及时删除。(联系我们,邮箱:evan.li@aspencore.com )
0
评论
  • 相关技术文库
  • 测试
  • 测量
  • 示波器
  • 探头
  • 用功率计测量插入损耗

    1、摘要 通带插入损耗是无源射频器件(如滤波器,发射合路器,电缆)的重要指标。而用常见的单台功率计输入输出测试法却不能获得准确的结果。本文解释了产生误差的原因,并描述了一种在工程中极为实用的双功率计测试法,用这种方法所得的测试结果与在实验室用网络分析仪所得的结果几乎一致。 另外,本文还强调了测试电缆和接头对测试精度的重要作用,而这些问题在工程中是往往容易被忽略的。 2、引言 通带插入损耗是无源射频...

    11小时前
  • TD-LTE智能天线自动测试系统解决方案

    基于上海创远仪器技术股份有限公司研制的TM系列高性能射频开关矩阵和两端口矢量网络分析仪实现TD-LTE9端口智能多频天线S参数自动测试,包括端口驻波、相邻端口隔离度、校准口到各天线单元端口的幅相一致性等指标的测试。 · 一次连接,自动完成天线S参数指标的测试。 · 减轻测试劳动强度,减少测试时间,提高生产效率。 · TM内置匹配,空闲端口自动连接到匹配负载,保证测试结果的准确性和一致性。 · 测...

    11小时前
  • LTE测试技术进步显著 仍面临诸多挑战

    运营商建设LTE网络的基本策略之一为LTE网络、2G和3G网络将长期共存,共同发展,多模、多制式、多频的融合。LTE网络测试领域也在业界的持续努力与实验网的验证下取得了很大的进步。但在多网协同的发展方向上,仍面临诸多挑战,需要进一步积极应对。 第一,从业务层面来看,3G时代蓬勃发展的移动互联网业务应用,到了LTE时代必将进一步提升应用。从网络角度来说,移动互联网业务消耗了大量的网络资源(比如P2...

    11小时前
  • 频谱仪的滤波器简单测试案例及具体测试方法

    引言 滤波器是通用的无源,线性,两端口器件。通常采用扫频传输/反射测试技术来完整的表征他的特性。虽然滤波器是一种简单的电气元件,但是它的特性在元件测试系统中的地位是很重要的。此案例是测试一个带通滤波器,要求它对于指定带宽内的信号具有最小的损耗和失真,而对通带之外的信号具有最大的抑制。为了精确地测试这些特性,要求测量系统的频率和功率电平在很宽的范围内都要非常精确。 DSA1030A配备TG功能,可以...

    前天
  • 安捷伦S系列示波器硬件设计剖析

    安捷伦日前推出新一代示波器---S系列示波器,代表着半导体技术的突破和示波器发展的新方向。InfiniiumS系列示波器在500MHz---8GHz带宽范围内为示波器树立了性能上的新标杆。 InfiniiumS系列示波器使用业内带宽最高采样率最快的10位模数转换器(ADC),垂直分辨率是传统示波器的四倍(因为传统示波器大都采用8位ADC),信号细节的呈现更加精确。结合低噪声前端,S系列示波器的有效...

    前天
  • 为DWDM测试选择最佳光谱分析仪

    一.面对DWDM测试挑战 密集波分复用(DWDM)是作为电信服务提供商的关键性全局解决方案出现的。这项技术提供可扩展带宽,克服了其它方案耗费光纤带宽的缺点,能处理不同的数据格式和比特率,易于集成到当前网络架构之中,并且价格合理。 但DWDM技术也要求测试设备制造商设计出现场和实验室环境下性能同样优异的测试仪器。在保证高性能的基础上,现场测试仪器还要易于操作,即便是网络管理者没有时间尝试和掌握新技术...

    前天
  • 一种仪器集成的幅频特性测量仪的设计方案

    本文以DDS函数信号源、数字示波器和普通计算机作为硬件平台,在计算机上配置LabVIEW 8.6程序,控制函数信号源产生测试所需扫频信号,由数字示波器采集扫频信号和测试网络的响应信号,最后经计算机分析计算和显示,较好地实现了幅频特性测量。 0、引言 频率特性是电路网络的重要特性。过去常采用人工测量的方法,通过输出不同频点的正弦信号去激励电路网络,然后测量电路网络的响应,一个测试往往需花费较长的时间...

    02-06
  • 频谱分析仪调幅信号测量分析

    一、概述 随着科技的不断发展,无论在航天、航空、航海、通讯等方面都离不开对信号频谱的分析。频谱分析仪主要用于频谱分析,也可测量频率、电平、衰减、调制、失真、抖动等,还广泛应用于通讯、雷达、导航、电子对抗、空间技术、卫星地面站、频率管理、信号监测、EMI诊断、E M C测量等方面,是发挥军用电子元器件、军用整机系统等部门科研、生产、测试、试验、计量的必备仪器。 二、频谱分析仪的组成及工作原理 图1所...

    02-06
  • 信号寻迹法在查找8000B型频率计B通道测频不准故障中的应用

    1.引言 电子仪器使用一定时间以后,或者由于维护和使用不当,仪器内部的电路元件、电子器件、分档开关、指示电表、电源变压器等,经常会出现衰老、变值、漏电、击穿、开断、烧坏及接触不良等问题,导致仪器性能下降,或者出现各种故障,这就需要及时检修。检修电子仪器是一项理论性与实践性要求较高的技术工作。要搞好电子仪器的检修工作,必须具备一定的电路基础和电子线路的理论知识,懂得常用测试仪器的正确使用与操作方法。...

    02-06
  • 示波器频域分析在电源调试的应用

    在电源噪声的分析过程中,比较经典的方法是使用示波器观察电源噪声波形并测量其幅值,据此判断电源噪声的来源。但是随着数字器件的电压逐步降低、电流逐步升高,电源设计难度增大,需要使用更加有效的测试手段来评估电源噪声。本文是使用频域方法分析电源噪声的一个案例,在观察时域波形无法定位故障时,通过FFT(快速傅立叶变换)方法进行时频转换,将时域电源噪声波形转换到频域进行分析。电路调试时,从时域和频域两个角度分...

    02-03
  • 使用频谱分析仪测量场强的方法

    频谱分析仪是一种应用广泛的信号分析仪器。它可用来测量信号的频率、电平、波形失真、噪声电平、频谱特性等,加上标准天线还可用来测量场强。它的主要特点是:能宽频带连续扫描,并将测得的信号在CRT屏上直观地显示出来。在整个频段内,电平显示范围大于70dB,在无线电电波测量中可以很方便地看出频谱占用和信号活动情况,所以在很多场合,频谱仪正在替代场强仪成为电波测量中一种新的被广泛应用的仪器。但必竟二者设计上有...

    02-03
  • 多发射机手持设备的SAR测量要求

    在FCC 最新的KDB publication 447498 D01 V03R01 中,针对目前具有多天线(多发射机)的手持移动终端的SAR 测试要求进行了更加详细的解释和定义。目前市场上常见的移动终端,如手机大部分都带有蓝牙功能或者WIFI 功能。根据摩尔实验室(MORLAB)的FCC 的认证经验,相对来说此类手机的SAR 测试需要考量的内容是较多的。 首先让我们来了解一些基本概念。首先是参考功...

    02-02
下载排行榜
更多
广告