频谱分析仪是电磁搅扰(EMI)的测验、确诊和毛病检修中用处最广的一种东西。本篇文章将要点杰出频谱分析仪在EMI运用的宽广规模内作为确诊测验仪器的多用性。频谱分析仪关于一个电磁兼容(EMC)工程师来说就象一位数字电路规划工程师手中的逻辑分析仪相同重要。频谱分析仪的宽频率规模、带宽可选性和宽规模扫描CRT显现使得它在简直每一个EMC测验运用中都可大显身手。跟着数字调制数据传输和超宽带(UWB)传输办法呈现,加上高速数字时钟办法的非估计辐射设备的频率日益进步,当时EMI规范规范现已不能全面解决现在存在的一切搅扰类型及其对通讯体系的影响。
突发在消费电子和通讯中偶发的短高频搅扰正变得越来越常见,例如,核算机中运用的与形式相关的扩频时钟,以及嵌入式体系规划中运转有噪声的定时硬盘拜访周期的硬盘驱动器。这些杂乱的数字设备正日益挨近以频率捷变、依据分组形式运转的无线通讯体系。
跟着通讯体系的搅扰特色产生改变,测验设备也在改变。模仿电路曾经完结的功用,现在能够以数字办法完结,丈量速度不断进步,咱们能够更快地取得丈量成果。泰克公司推出的实时频谱分析仪能够即时检查非常宽的频谱跨度,而不会丢掉频段中的信息,然后能够发现、捕获并丈量对传统技能极具挑战性的瞬态峰值。
确诊、预一致性和一致性测验
在电磁兼容性(EMC)领域中,规划和查验的不同阶段会运用不同的设备和技能。在开发的前期阶段,EMC规划技能与确诊相结合导致较低的EMI特征,对外部搅扰和内部搅扰的灵敏度低。一般运用带有相应滤波器和检波器的通用频谱分析仪,确认规划优化对EMC的影响。一般直接在电路板上完结勘探,或运用E场和H场探头,确认规划优化的影响和屏蔽作用。当然,确诊在确保优异的EMC功用方面没有约束;一般要求对体系集成进行全面确诊和调试,为确保一切RF子体系到达要求的功用水平,而且不会被集成体系的其他部分劣化。在体系集成后进行预一致性测验,以确认规划中的问题区域。满意世界规范并不要求进行预一致性测验,预一致性测验的方针是发现潜在问题,下降一致性测验阶段产生毛病的危险。运用的设备能够对错规范设备,假如在测验成果中添加足够的余量,其精度和动态规模能够低于规范接收机。预一致性测验能够在认证实验室中运用快速丈量技能完结,这些丈量技能旨在”敏捷检查”问题区域;预一致性测验也能够在暂时地址由工程规划人员完结。预认证一般选用包括相应滤波器和检波器的通用频谱分析仪,由于它们供给了快速丈量东西,这些东西一般现已用于规划流程中,不要求额定的本钱开支。假如在这个阶段发现问题,那么要求进行进一步确诊和规划改动。RSA6100A上供给的功用除确诊外,还能够进行某些预一致性丈量。图5是预一致性扫描实例,它把CISPR QP检波的轨道与天线因子表格和杂散信号查找功用结合在一起。在本例中,轨道是”环境扫描”,调查的是在没有被测设备时存在的布景信号。
一致性测验要求契合世界规范规则的办法、设备和丈量地址。一致性测验一般作为设备生产前规划查验的一部分完结。一致性测验是尽头型测验,耗时长,产品开发这一阶段的EMC毛病或许会导致贵重的从头规划,耽搁产品推出。
滤波器、检测器和均匀
滤波器(filter),是一种用来消除搅扰杂讯的器材,将输入或输出经过过滤而得到纯洁的直流电。对特定频率的频点或该频点以外的频率进行有用滤除的电路,便是滤波器,其功用便是得到一个特定频率或消除一个特定频率。滤波器是由电感器和电容器构成的网路,可使混合的交直流电流分隔。电源整流器中,即凭借此网路滤净脉动直流中的涟波,而取得比较纯洁的直流输出。
能检测色谱柱流出组分及其量的改变的器材。指机械的、电子的或化学器材,用于区别、记载或指示环境中某一变量的改变,如温度、压力、电荷、电磁辐射、核辐射、粒子或分子等。如紫外检测器是将经过待测物质后的光强改变转化为电信号的器材,这类信号转换器英文中又称为transducer 又称判定器。是检测色谱别离组分物理或化学性质或含量改变(大都状况是将其转化为相应的电压、电流信号)的一种仪器设备。它是色谱体系中的要害部件,色谱别离进程的眼睛。
在许多商用EMI丈量中,这些丈量单元由Comite International Special des PerturbationsRadioelectriques (CISPR)规则,CISPR是世界规范组织–世界电气技能委员会(IEC)部属的一家技能组织。其他规范和认证组织,例如日本的TELEC,也对丈量办法和认证技能提出了要求。美国国防部现已开发了MIL-STD 461E规范,对军事设备提出了特殊要求。
丈量带宽由接收机带宽形状或频谱仪的分辨率带宽(RBW)滤波器决议。测验带宽一般是频谱中或许存在搅扰的频段,而跟着频率的不同测验带宽也不尽相同。
检波器用来核算在某个时点上代表信号的单个点。检波办法能够核算正峰值或负峰值、电压的RMS或均值,或在许多EMI丈量中,核算准峰值(QP)。
在丈量期间,对检测到的信号运用均匀办法。CISPR规范界说的均匀算法旨在复现运用具有规则呼应时刻的电压表读取信号值所产生的影响。经过对检测到的输出运用指定带宽,还能够运用”视频滤波器”进行均匀。对EMI测验,TELEC规范中规则了视频滤波。
检测办法
虽然许多EMI丈量能够运用简略的峰值检波器完结,但EMI丈量规范规则了一种专用丈量办法,即准峰值(QP)检波器。QP检波器用来检测信号包络加权后的峰值(准峰值)。它依据信号时长和重复率加权多个信号。QP检波器的特色是呼应快、衰减慢,包括一个表明临界阻尼表的时刻常数。产生频次较高的信号,其QP丈量值要高于偶发的脉冲。
准峰值检波器在传统上一向用于模仿规划中,如图1所示。
图1 模仿完结计划中的准峰值检测器。准峰值检波器的呼应快(充电时刻)、衰减慢(放电时刻)特色源于该电路中的R-C常数
在图1中,只需Sin高于S1,那么信号Sin的包络就会对%&&&&&%器C到电阻器R1充电。假如输入信号Sin小于S1,那么电阻R2会对电压S1放电。