基于磁場(chǎng)探頭的磁場(chǎng)修正與電流修正解析

磁場(chǎng)探頭發(fā)射的電壓信號(hào)輸出（Uprobe），被頻譜分析儀分離成頻譜。磁場(chǎng)修正系數(shù)（KH）定義為：描述電壓信號(hào)和相關(guān)磁場(chǎng)（HRF）的關(guān)系。磁場(chǎng)（HRF）與電流（IRF）相關(guān)，這樣，另一個(gè)修正系數(shù)基于電流（IRF）來定義。

1、磁場(chǎng)修正:

從磁場(chǎng)探頭測(cè)出的電壓信號(hào)（Uprobe），通過修正公式，可計(jì)算出磁場(chǎng)探頭線圈里的磁場(chǎng)強(qiáng)度（HRF）。在每個(gè)單獨(dú)的應(yīng)用中，磁場(chǎng)探頭的修正系數(shù)與測(cè)量幾何參數(shù)無關(guān)，即探頭可以在任意距離和角度來操縱，相對(duì)于導(dǎo)體沒有任何修正錯(cuò)誤（圖2），其結(jié)果都是圍繞探頭線圈的是平均磁場(chǎng)強(qiáng)度（圖1）。

圖1在探頭線圈里的場(chǎng)強(qiáng)發(fā)布（均勻磁場(chǎng)）

圖2通用測(cè)試設(shè)置布局

根據(jù)修正系數(shù)（KH），按下面公式運(yùn)算平均磁場(chǎng)強(qiáng)度：

運(yùn)算方程式舉例見圖3：

圖3中，磁場(chǎng)探頭位于全頻范圍內(nèi)恒定的磁場(chǎng)中。由于耦合的因素，在探頭中感應(yīng)的電壓取決于頻率。耦合系數(shù)來自測(cè)得的電壓（Uprobe）和平均磁場(chǎng)強(qiáng)度之間。如果修正系數(shù)再加上被測(cè)電壓（Uprobe），就可得到實(shí)際存在的磁場(chǎng)強(qiáng)度（HRF對(duì)數(shù)表達(dá)）。

使用公式可以從測(cè)得的曲線（Uprobe）和修正系數(shù)（KH）來確定平均磁場(chǎng)強(qiáng)度（HRF）。結(jié)果如圖3所示。

圖3怎樣運(yùn)算修正系數(shù)舉例

2、電流修正:

在射頻磁場(chǎng)（HRF）和射頻電流（IRF）之間存在一致的物理相關(guān)性，它們的關(guān)系程度取決于電流導(dǎo)體布局的幾何參數(shù)。因此，測(cè)試中需要在定義的參考設(shè)置下，來標(biāo)定電流修正系數(shù)（KI）。

在高頻電流探頭使用時(shí)，只有幾何參數(shù)與參考設(shè)置重合，才會(huì)準(zhǔn)確修正測(cè)定的電流值（Icorr）。如果在設(shè)置上有偏差，電流值（Icorr）也會(huì)偏離，此時(shí)，計(jì)算出的電流值（Icorr）只能是一種強(qiáng)弱程度參考值，不是一個(gè)精確的測(cè)量值。測(cè)試修正時(shí)，根據(jù)下面的幾何參數(shù)進(jìn)行參考設(shè)置(圖4和圖5) ：此時(shí)要求導(dǎo)線寬2mm；導(dǎo)線距離接地系統(tǒng)的高度為1mm；磁場(chǎng)探頭放在導(dǎo)線上（見圖4）。

根據(jù)電流修正系數(shù)（KH），按下面公式運(yùn)算電流值：

圖4用于RF-R400-1RF-R50-1RF-R3-2RF-R0.3-3近場(chǎng)探頭的設(shè)置

圖5用于RF-B3-2RF-B0.3-3RF-K7-4RF-U2.5-2RF-U 5-2近場(chǎng)探頭的設(shè)置

本例中采用的是在全頻率范圍內(nèi)恒定的電流（圖6）。 通過磁場(chǎng)探頭，該電流變成電壓，并通過頻譜分析儀測(cè)出探頭輸出電壓（Uprobe）。從探頭輸出的電壓波形，再加上頻率有關(guān)的校正系數(shù)，這樣測(cè)量出導(dǎo)體中的電流（對(duì)數(shù)）。在本參考設(shè)置 里，Icorr就為流過的電流（dBuA）。

圖6電流校正舉例(綠色為電流dBμA)