使用TEM小室的EMI預(yù)合規(guī)測試解決方案

為確保產(chǎn)品符合電磁兼容性(EMC)標(biāo)準(zhǔn)，能夠穩(wěn)定可靠地運(yùn)行，許多企業(yè)會(huì)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行EMI測試，從而提升品質(zhì)競爭力以及降低成本風(fēng)險(xiǎn)，滿足客戶需求。傳統(tǒng)的EMI輻射發(fā)射測試通常在具有大型屏蔽室的認(rèn)證實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行，使用多種天線獲取輻射信號(hào)，測試成本高昂，影響新產(chǎn)品發(fā)布進(jìn)度。針對(duì)這樣的問題，普源精電為客戶提供了使用TEM小室進(jìn)行產(chǎn)品EMI預(yù)合規(guī)性測試的測試解決方案。

TEM小室的EMI預(yù)合規(guī)性測試

EMI標(biāo)準(zhǔn)簡介

The Briefing of EMI Standard

EMI測試標(biāo)準(zhǔn)是區(qū)分不同國家不同應(yīng)用產(chǎn)品類別的重要規(guī)則之一，每個(gè)國家都有專門的標(biāo)準(zhǔn)來支持海關(guān)檢查前的技術(shù)進(jìn)口許可。例如，"CISPR"標(biāo)準(zhǔn)是國際通用標(biāo)準(zhǔn)，可覆蓋近80%的國家;"FCC”標(biāo)準(zhǔn)是包括美國和加拿大在內(nèi)的北美地區(qū)標(biāo)準(zhǔn);"EN"標(biāo)準(zhǔn)是歐洲聯(lián)邦的標(biāo)準(zhǔn)。因此，產(chǎn)品需要出口到其他國家，生產(chǎn)商需要遵循相應(yīng)國家的EMI測試標(biāo)準(zhǔn)并通過EMI測試機(jī)構(gòu)的正式測試。正式測試通常會(huì)用到大規(guī)模的EMI認(rèn)證實(shí)驗(yàn)室，測試成本高昂，因此使用TEM小室進(jìn)行EMI預(yù)合規(guī)性測試可以有效降低產(chǎn)品測試成本，提高測試效率并加快產(chǎn)品面世進(jìn)度。

▲TEM小室輻射測試結(jié)構(gòu)

TEM小室介紹

TEM Cell Introduction

工程師們通常需要一個(gè)經(jīng)濟(jì)實(shí)用的實(shí)驗(yàn)室，能夠進(jìn)行正式合規(guī)性測試前的EMI預(yù)測試，TEM小室提供了一種測量產(chǎn)品發(fā)射的低成本方法。市場上一款TEM小室可覆蓋2GHz甚至更高的頻率范圍，這種TEM小室可與頻譜分析儀結(jié)合使用，進(jìn)行與EMC相關(guān)的設(shè)計(jì)修改前后的產(chǎn)品測試。使用TEM小室進(jìn)行的測試無法提供與在認(rèn)證測試室中進(jìn)行的測試相同的量化結(jié)果，但TEM小室可以消除大部分不必要的背景干擾，從而很好地說明設(shè)計(jì)是否受到過多輻射噪聲的影響，工程師可以清楚地看到自己的改動(dòng)是改善了還是降低了電磁兼容性能，抑或是保持不變。

▲TEM小室裝置模擬圖

TEM小室是一種帶狀線設(shè)備，用于電子設(shè)備的輻射發(fā)射和抗擾度測試。TEM小室由一個(gè)隔膜、一個(gè)位于中央部分的導(dǎo)電條和一個(gè)接地壁組成，其幾何形狀設(shè)計(jì)為50歐姆的帶狀線。它沒有側(cè)壁，被測設(shè)備(DUT)放置在底壁和隔膜之間。它可能會(huì)接收射頻背景噪聲，但可以通過為DUT供電之前測量該裝置的輸出信號(hào)加以區(qū)分。特制TEM小室的獨(dú)特設(shè)計(jì)功能提供了與所需波傳播方向垂直的電阻，抑制了高階模式(higher-order mode)和共振。所有TEM小室都配有50Ω/25W射頻終端，用于保護(hù)頻譜分析儀的直流模塊或射頻接收器輸入以及N-Male 至 N-Male 同軸電纜。

客戶案例

EMI預(yù)測試解決方案

此次案例我們以某客戶的醫(yī)用心跳起搏器為例。醫(yī)療級(jí)產(chǎn)品對(duì)EMI測試認(rèn)證的要求特別嚴(yán)格，大多數(shù)醫(yī)療級(jí)電子儀器設(shè)備的工作頻率都很低，因此必須嚴(yán)格濾除背景噪聲，才能準(zhǔn)確獲知產(chǎn)品真實(shí)的EMI特性和性能，故利用TEM小室輔助進(jìn)行EMI預(yù)合規(guī)性測試。我們將心跳起搏器的主板放置在TEM小室中，將TEM小室的一端連接到 RIGOL RSA5065實(shí)時(shí)頻譜分析儀的SMA接收端，另一端連接到50歐姆的終端器，避免了反射噪聲影響EMI測試的情況。

▲帶TEM小室的RSA5065頻譜分析儀，用于起搏器EMI測試

接下來，將RSA5065頻譜分析儀設(shè)置為EMI模式，我們首先在不放置TEM小室的情況下掃描EMI曲線，我們可以得到黃色的Trace1，并分別設(shè)置峰值檢測、準(zhǔn)峰值檢測和平均值檢測，打開計(jì)量表功能，然后設(shè)置限制線的限值。完成初步掃描后，將主板放入TEM小室，然后打開Trace2，再次掃描得到綠色的 Trace2。根據(jù)掃描結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，加入TEM小室后，本底噪聲部分明顯降低了很多。

▲無TEM小室的EMI測試結(jié)果(Trace1)

▲帶TEM小室和不帶TEM小室的EMI測試結(jié)果對(duì)比

RIGOL實(shí)時(shí)頻譜分析儀內(nèi)置的EMI預(yù)測試應(yīng)用軟件功能強(qiáng)大，結(jié)合符合CISPR標(biāo)準(zhǔn)的濾波器，可以對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行傳導(dǎo)及輻射的預(yù)測試，從而發(fā)現(xiàn)其傳導(dǎo)/輻射騷擾源并改善，加速產(chǎn)品上市。它能夠快速響應(yīng)EMI尖峰信號(hào)跡線地址，并根據(jù)您的需要在3種不同的檢測器中選擇使用。預(yù)合規(guī)性測試結(jié)果能夠提前與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)儀器進(jìn)行基準(zhǔn)比較，例如，基于120KHz RBW設(shè)置，它可以在1.5秒內(nèi)完成整個(gè)輻射測試范圍。EMI預(yù)測試應(yīng)用軟件提供的出色性能在競爭激烈的市場中，為用戶提供了更多測試選擇。

RSA5000系列實(shí)時(shí)頻譜分析儀

RIGOL RSA5000系列實(shí)時(shí)頻譜分析儀，頻率范圍最大為9kHz至6.5GHz。采用10.1英寸高清電容觸摸屏，支持多種手勢操作，可輕松實(shí)現(xiàn)測量的設(shè)置與操作。RSA5000內(nèi)置Linux系統(tǒng)，支持外接鍵盤和鼠標(biāo)操作，USB/LAN等通信接口更加穩(wěn)定可靠;提供HDMI接口，方便用戶進(jìn)行演示、教學(xué)使用。

▲RIGOL矢量信號(hào)分析應(yīng)用功能(VSA)

除EMI預(yù)合規(guī)性測試功能外，RIGOL RSA5000系列產(chǎn)品還具備矢量信號(hào)分析應(yīng)用功能(VSA)，不僅可以進(jìn)行無線通信及無線連接數(shù)字信號(hào)的解調(diào)與質(zhì)量分析，可以通過時(shí)域，頻域及調(diào)制域等多個(gè)維度對(duì)矢量信號(hào)進(jìn)行全面而細(xì)致的分析和測量。同時(shí)，RSA標(biāo)配GPSA、RTSA雙模式。GPSA掃頻式工作模式，可完成通用的頻譜分析儀功能;RTSA實(shí)時(shí)工作模式，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)瞬變信號(hào)的無縫捕獲，并通過概率密度譜，光譜等視圖完整呈現(xiàn)測量結(jié)果，用戶還可通過設(shè)置頻率模板觸發(fā)方式，精確捕獲分析關(guān)心的頻譜信號(hào)。實(shí)時(shí)頻譜分析儀可以完美解決通用掃頻式頻譜分析儀由設(shè)計(jì)原理導(dǎo)致掃描速度過慢而引起的不能完整捕獲信號(hào)、甚至丟失信號(hào)的問題。

RIGOL RSA5000系列實(shí)時(shí)頻譜分析儀，可實(shí)現(xiàn)頻譜監(jiān)測、射頻器件分析、寬帶信號(hào)測試及EMI預(yù)測試等多種測試要求?？蓮V泛應(yīng)用于企業(yè)研發(fā)、工廠生產(chǎn)、教育教學(xué)等諸多領(lǐng)域。