頻譜分析儀在EMI測(cè)試中的應(yīng)用

頻譜分析儀對(duì)于一個(gè)電磁兼容（ＥＭＣ）工程師來(lái)說(shuō)就象一位數(shù)字電路設(shè)計(jì)工程師手中的邏輯分析儀一樣重要。頻譜分析儀的寬頻率范圍、帶寬可選性和寬范圍掃描ＣＲＴ顯示使得它在幾乎每一個(gè)ＥＭＣ測(cè)試應(yīng)用中都可大顯身手。

輻射發(fā)射測(cè)量

頻譜分析儀是測(cè)試設(shè)備輻射發(fā)射必不可少的工具，它與適當(dāng)?shù)?a target="_blank">接口相連就可用于ＥＭＩ自動(dòng)測(cè)量。大多數(shù)情況下被測(cè)設(shè)備在第一次測(cè)試時(shí)都不能滿(mǎn)足人們的期望值，因此，診斷電磁干擾源并指出輻射發(fā)射區(qū)域就顯得很迫切。在ＥＭＩ輻射發(fā)射測(cè)試的故障檢修方面，有時(shí)可能想要設(shè)置足夠?qū)挼念l率范圍以使得輻射發(fā)射要的頻譜范圍以外的頻譜也包括在內(nèi)。另一種常用技術(shù)是觀察特殊寬帶天線頻率范圍。包括所有校正因子在內(nèi)的頻譜圖也同時(shí)被顯示在頻譜分析儀的ＣＲＴ上，顯示的幅值單位與分析儀上的單位相一致，通常是dBm。這樣，測(cè)試人員可在ＣＲＴ上監(jiān)測(cè)發(fā)射電平，一旦超過(guò)限值，就會(huì)被立刻發(fā)現(xiàn)。這在故障檢修中極其有用。這種特性使得人們?cè)谄帘伪粶y(cè)產(chǎn)品的同時(shí)觀察頻譜儀的屏蔽并可立刻獲得反饋信息。在快速進(jìn)行濾波、屏蔽和接地操作時(shí)同樣可做以上嘗試。頻譜分析儀的最大保持波形存儲(chǔ)以及雙重跟蹤特性也可用于觀察操作前后的ＥＭＩ電平的變化。

傳導(dǎo)發(fā)射

頻譜分析儀對(duì)幾種傳導(dǎo)發(fā)射的測(cè)試能夠象輻射發(fā)射測(cè)試那樣設(shè)成自動(dòng)的，并通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)作圖、列表。同時(shí)頻譜分析儀在手動(dòng)模式下也是一種有用的診斷工具。在ＣＲＴ顯示器上可以觀察到相對(duì)較寬的掃描頻段，同時(shí)相應(yīng)的限值也可顯示在ＣＲＴ上，以便很快地與發(fā)射電平做比較。頻譜限值包含了電流探頭或ＬＩＳＮ修正因子，同時(shí)頻譜儀的顯示單位也隨之作相應(yīng)轉(zhuǎn)變。故障處理的結(jié)果可以在ＣＲＴ上很容易地觀察到。傳導(dǎo)發(fā)射信號(hào)的特征也可以用與輻射同樣的方法得到。故障處理的方法通常是濾波，但在１ＭＨｚ以上時(shí)，問(wèn)題通常是由輻射發(fā)射的耦合而引起的，因此，許多用于抑制輻射發(fā)射的故障檢修技術(shù)也被采用。

敏感度測(cè)試

頻譜分析儀在電磁敏感度測(cè)試過(guò)程中用于監(jiān)視被測(cè)設(shè)備上的傳導(dǎo)或輻射發(fā)射電平。包含敏感測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)有ＭＩＬ－ＳＴＤ－４６１／４６１和ＦＤＡＭＤＳ－２０１－０００４。

ＥＭＩ場(chǎng)地勘測(cè)

便攜式的頻譜分析儀與寬帶天線的組合在探測(cè)電磁干擾過(guò)程中特別有用。在１ＫＨｚ～１ＧＨｚ之間的輻射電磁干擾探測(cè)僅用一臺(tái)頻譜儀和一根天線就可完成。不同地理位置環(huán)境干擾的勘測(cè)有助于確定最佳的ＥＭＩ開(kāi)闊測(cè)試場(chǎng)地?？睖y(cè)的信息也可用于確定安置ＥＭＩ敏感校驗(yàn)或設(shè)計(jì)組的最佳位置。多數(shù)情況下，來(lái)自建筑物外最小的環(huán)境電磁干擾區(qū)域趨于建筑物的中央。對(duì)于多層建筑物，地下室或較低樓層通常具有最小的環(huán)境電磁干擾。

有時(shí)，甚至在ＥＭＩ敏感設(shè)備放置一段時(shí)間后會(huì)突然發(fā)生電磁干擾問(wèn)題，頻譜分析儀則是標(biāo)出問(wèn)題緣由的重要診斷工具。天線用于決定發(fā)射源的方向并標(biāo)出最大干擾的區(qū)域。ＲＦ電流間斷電源（ＵＰＳ）產(chǎn)生的干擾，通過(guò)頻譜分析儀與寬帶天線跟蹤追查某寬帶電磁干擾到一間裝有ＵＰＳ的房間，用ＲＦ電流探頭探出干擾源是蓄電池線纜。

衰減測(cè)試

ＥＭＩ測(cè)試場(chǎng)的衰減測(cè)試可以由頻譜分析儀、適當(dāng)?shù)奶炀€和射頻（ＲＦ）發(fā)射裝置來(lái)完成。按照ＦＣＣ和ＶＤＥ發(fā)射說(shuō)明進(jìn)行測(cè)試的裝置必須滿(mǎn)足ＦＣＣ／或ＶＤＥ中指定的相應(yīng)場(chǎng)地衰減要求。

電源線濾波器的衰減特性也可由頻譜分析儀和跟蹤信號(hào)發(fā)生器來(lái)完成。跟蹤信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生一已知電平的掃描頻率信號(hào)而通過(guò)頻譜儀來(lái)跟蹤觀察。將濾波器放在發(fā)生器輸出和頻譜儀輸入之間，就可以得到其衰減特性。發(fā)生器輸出電平與頻譜儀接收到的電平之差等于該濾波器所提供的衰減。濾波器測(cè)試裝置的源和負(fù)載阻抗一般為５０?，以便與濾波器生產(chǎn)廠家提供的典型衰減曲線相比較。應(yīng)當(dāng)注意，在實(shí)際使用過(guò)程當(dāng)中，濾波器的衰減值可能與提供的典型曲線有很大出入，這是因?yàn)閷?shí)際與濾波器相連的網(wǎng)絡(luò)阻抗并不總是５０?。

屏蔽效能測(cè)試

頻譜分析儀能用來(lái)測(cè)試材料、設(shè)備屏蔽箱體、甚至較大屏蔽測(cè)試室的屏蔽效能。材料樣品可以通過(guò)橫電磁波（ＴＥＭ波）室、頻譜分析儀和跟蹤發(fā)生器測(cè)試，測(cè)試裝置與濾波器衰減測(cè)試很相似，只是用ＴＥＭ波室代替了濾波器。材料樣本放在ＴＥＭ室里測(cè)試其頻率變化的衰減特性或屏蔽效能。

另一種用頻譜分析儀測(cè)試材料的方法是將材料樣本蒙在測(cè)試盒的開(kāi)口上。這里，跟蹤發(fā)生器與一小發(fā)射天線相連并放在測(cè)試盒的內(nèi)部。接收天線放在測(cè)試盒的外面并與頻譜儀相連。用材料樣本覆蓋的測(cè)量值之差就是屏蔽效能值。

總結(jié)

總之，頻譜分析儀隨著技術(shù)的發(fā)展而不斷改進(jìn)，并在未來(lái)的幾年中仍是ＥＭＩ測(cè)試的基本工具。頻譜分析儀對(duì)于寬范圍的ＥＭＩ診斷、故障檢測(cè)和測(cè)試應(yīng)用是極其有用的