頻譜分析儀在EMI測試中的應用

頻譜分析儀對于一個電磁兼容（ＥＭＣ）工程師來說就象一位數(shù)字電路設計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ＥＭＣ測試應用中都可大顯身手。

輻射發(fā)射測量

頻譜分析儀是測試設備輻射發(fā)射必不可少的工具，它與適當?shù)?a target="_blank">接口相連就可用于ＥＭＩ自動測量。大多數(shù)情況下被測設備在第一次測試時都不能滿足人們的期望值，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)射測試的故障檢修方面，有時可能想要設置足夠?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，測試人員可在ＣＲＴ上監(jiān)測發(fā)射電平，一旦超過限值，就會被立刻發(fā)現(xiàn)。這在故障檢修中極其有用。這種特性使得人們在屏蔽被測產(chǎn)品的同時觀察頻譜儀的屏蔽并可立刻獲得反饋信息。在快速進行濾波、屏蔽和接地操作時同樣可做以上嘗試。頻譜分析儀的最大保持波形存儲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。

傳導發(fā)射

頻譜分析儀對幾種傳導發(fā)射的測試能夠象輻射發(fā)射測試那樣設成自動的，并通過計算機對數(shù)據(jù)作圖、列表。同時頻譜分析儀在手動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較寬的掃描頻段，同時相應的限值也可顯示在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，同時頻譜儀的顯示單位也隨之作相應轉(zhuǎn)變。故障處理的結(jié)果可以在ＣＲＴ上很容易地觀察到。傳導發(fā)射信號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，問題通常是由輻射發(fā)射的耦合而引起的，因此，許多用于抑制輻射發(fā)射的故障檢修技術也被采用。

敏感度測試

頻譜分析儀在電磁敏感度測試過程中用于監(jiān)視被測設備上的傳導或輻射發(fā)射電平。包含敏感測試的標準有ＭＩＬ－ＳＴＤ－４６１／４６１和ＦＤＡＭＤＳ－２０１－０００４。

ＥＭＩ場地勘測

便攜式的頻譜分析儀與寬帶天線的組合在探測電磁干擾過程中特別有用。在１ＫＨｚ～１ＧＨｚ之間的輻射電磁干擾探測僅用一臺頻譜儀和一根天線就可完成。不同地理位置環(huán)境干擾的勘測有助于確定最佳的ＥＭＩ開闊測試場地?？睖y的信息也可用于確定安置ＥＭＩ敏感校驗或設計組的最佳位置。多數(shù)情況下，來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，甚至在ＥＭＩ敏感設備放置一段時間后會突然發(fā)生電磁干擾問題，頻譜分析儀則是標出問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。

衰減測試

ＥＭＩ測試場的衰減測試可以由頻譜分析儀、適當?shù)奶炀€和射頻（ＲＦ）發(fā)射裝置來完成。按照ＦＣＣ和ＶＤＥ發(fā)射說明進行測試的裝置必須滿足ＦＣＣ／或ＶＤＥ中指定的相應場地衰減要求。

電源線濾波器的衰減特性也可由頻譜分析儀和跟蹤信號發(fā)生器來完成。跟蹤信號發(fā)生器產(chǎn)生一已知電平的掃描頻率信號而通過頻譜儀來跟蹤觀察。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。濾波器測試裝置的源和負載阻抗一般為５０?，以便與濾波器生產(chǎn)廠家提供的典型衰減曲線相比較。應當注意，在實際使用過程當中，濾波器的衰減值可能與提供的典型曲線有很大出入，這是因為實際與濾波器相連的網(wǎng)絡阻抗并不總是５０?。

屏蔽效能測試

頻譜分析儀能用來測試材料、設備屏蔽箱體、甚至較大屏蔽測試室的屏蔽效能。材料樣品可以通過橫電磁波（ＴＥＭ波）室、頻譜分析儀和跟蹤發(fā)生器測試，測試裝置與濾波器衰減測試很相似，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試材料的方法是將材料樣本蒙在測試盒的開口上。這里，跟蹤發(fā)生器與一小發(fā)射天線相連并放在測試盒的內(nèi)部。接收天線放在測試盒的外面并與頻譜儀相連。用材料樣本覆蓋的測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的發(fā)展而不斷改進，并在未來的幾年中仍是ＥＭＩ測試的基本工具。頻譜分析儀對于寬范圍的ＥＭＩ診斷、故障檢測和測試應用是極其有用的