使用频谱分析仪进行使用频谱分析仪进行EMI测试和诊断测试和诊断
频谱分析仪是进行电磁干扰测试、诊断和故障检测中应用最广的一种测试仪器。对于一个电磁兼容工程师
(EMC)来讲,频谱分析仪除了测试商用和军用电磁发射的重要用途外,还可对对以下内容进行评估:1、材料
的屏蔽效能,2、设备机箱的屏蔽效能,3、较大的试验室或测试室的屏蔽效能,4、电源线滤波器的衰减特性;
此外,频谱分析仪可从事场地勘测。
频谱分析仪是进行电磁干扰测试、诊断和故障检测中应用最广的一种测试仪器。对于一个电磁兼容工程师(EMC)来讲,频
谱分析仪除了测试商用和军用电磁发射的重要用途外,还可对对以下内容进行评估:1、材料的屏蔽效能,2、设备机箱的屏
蔽效能,3、较大的试验室或测试室的屏蔽效能,4、电源线滤波器的衰减特性;此外,频谱分析仪可从事场地勘测。
对于一个电磁兼容工程师来说频谱分析仪就象一位数字电路设计工程师手中的逻辑分析仪一样重要,频谱分析仪具有宽频率范
围、带宽可选性和宽范围扫描显示等特性,使其在几乎每一项EMC测试应用中都能大显身手,频谱分析仪对于宽范围的EMI诊
断、故障检测和测试应用极其有用。
辐射发射测量
频谱分析仪是测试设备辐射发射必不可少的工具,它与适当的接口相连,就可进行军用和商用电磁干扰自动测量,例如:一台
频谱分析仪与一台计算机相连,就可以在对应的频率范围内把发射数据制成图和表。虽然EMI测量接收机也可用于自动测试系
统,但在故障的诊断和检修阶段频谱分析仪则显得更优越。根据OItek经验,大多数情况下被测设备在第一次测试时都不能满
足人们的期望值,因此诊断电磁干扰源并指出辐射发射区域就显得很迫切。在EMI辐射发射测试的故障检修方面,有时可能想
要设置足够宽的频率范围,以使得辐射发射需要的频谱范围以外的频谱也包含在内。用频谱分析仪,电磁兼容工程师就可以观
察到比用一台典型的EMI测试接收机可观察到更宽的频谱范围。另一种常用技术是观察特殊宽带天线频率范围,包括所有校正
因子在内的频谱图应同时显示在频谱分析仪的显示屏上,显示的幅值单位与频谱分析仪上的单位相一致,通常是dBm。这样
测试人员可在显示屏上监测发射电平,一旦超过限值,就会被立刻发现,它在故障检修中极其有用。这种特性使得人们在屏蔽
被测产品的同时观察频谱分析仪的屏幕,并可立刻获得反馈信息。在快速进行滤波、屏蔽和接地操作时同样可做以上尝试。频
谱分析仪最大保持频谱图存储以及双重跟踪特性也可用于观察操作前后的EMI电平的变化。
许多频谱分析仪重量轻,可以方便地移入测试室内以对被测产品进行连续观察。测试人员可以用电场或磁场探头探测被测设备
泄漏区域。通常这些区域包括像箱体接缝、显示屏前面板、接口线缆、键盘线缆、键盘、电源线和箱体开口部位等,探头也可
深入被测设备的箱体内进行探测。为了确切指出最大辐射区域,要求探头灵敏度不要太高,通常,一段小线头与一同轴线缆一
起放入BNC连接器内就可以了。此外,应注意近场探头探测过程中频谱分析仪上所显示的近场测试值可能会较大,但这不一
定就是远场辐射的主要原因。例如:将探头放在振荡部件的上方,频谱分析仪上将显示大量的振荡频率谐波。如果电路经过屏
蔽、滤波并且其导线很短,这将不成问题。对于一个产品,工程师一般关注以下几个方面:导线是否较长、带状线缆是否未经
屏蔽、是否存在接地回路、视频电路是否未经屏蔽、导线在输出端是否未经滤波、或导线是否靠近箱体接缝。诊断出问题区域
后,就可进行修补措施:通常是综合运用屏蔽、滤波、接地和搭接。
频谱分析仪另一个重要诊断用途是确定发射的特性。例如:一个信号根据它被确定为宽带或窄带的不同而选用不同的限值。确
定宽窄带的方法有好几种:
1、改变带宽法:通过改变频谱分析仪分辨带宽,信号的幅值可能也可能不发生变化。一个真正的窄带或连续波信号的幅值将
不发生变化。由持续时间为零、幅值无限大的脉冲产生的纯宽带发射,将产生量值为20log(BW1/BW2)的变化。然而在确
定发射是宽带还是窄带的过程中,实际上允许与理想情况存在偏差。测试人员在使用这种方法时不可避免地要运用较好的工程
经验进行判断。
2、峰值/平均值比较法:同带宽改变法相似,这种方法是以信号幅值的变化为基础的。窄带信号的幅值电平在采用峰值或平
均值检波时基本保持不变,而宽带信号在用平均值检波时幅值将变小。
3、视频滤波法:视频滤波有助于观察宽带噪声中是否有窄带信号。滤波使得宽带减弱,而窄带幅值电平保持不变。
4、变换扫描时间法:这种方法可用于在频谱分析仪显示屏上观测一组脉冲。频谱分析仪每格间隔的宽度应设置得使谱线间的
间距可以被观察到。通过改变频谱分析仪的扫描时间,谱线的间隔可能变也可能不变。如果屏蔽上间隔宽度保持不变,则信号
是窄带;如果间隔宽度改变了,则信号被认为是宽带。
5、调谐测试法:在使用适当的分辨带宽的情况下,窄带信号实际上是相对于频谱仪而言是窄的。因此,当改变或调谐频率峰
值标记时窄带信号的幅值将或左或右地明显偏离窄带信号的峰值。当最大峰值的变化大于3dB/两个脉冲带宽频变时,则信号
被认为是窄带信号,否则被认为是宽带。
传导发射
频谱分析仪对几种传导发射的测试能够象辐射发射测试那样设成自动,并通过计算机对数据作图、列表。同时频谱分析仪在手
动模式下也是一种有用的诊断工具。在显示屏上可以观察到相对较宽的扫描频段,同时相应的限值显示在显示屏上,以便很快
地与发射电平做比较。频谱限值包含了电流探头或LISN修正因子,同时频谱分析仪显示单位也随之相应转变。故障处理的结
果可以在显示屏上很容易地观察到。传导发射信号的特征可以用与辐射同样的方法得到。故障处理的方法通常是滤波,但在
1MHz以上时,问题通常由辐射发射的耦合而引起,因此,许多用于抑制辐射发射的故障检修技术也被采用。
敏感度测试
频谱分析仪在电磁敏感度测试过程中用于监视被测设备上的传导或辐射发射电平。包含敏感测试的标准有MIL-STD-461/461和
评论0