加入星計(jì)劃,您可以享受以下權(quán)益:

  • 創(chuàng)作內(nèi)容快速變現(xiàn)
  • 行業(yè)影響力擴(kuò)散
  • 作品版權(quán)保護(hù)
  • 300W+ 專業(yè)用戶
  • 1.5W+ 優(yōu)質(zhì)創(chuàng)作者
  • 5000+ 長期合作伙伴
立即加入
  • 正文
  • 相關(guān)推薦
申請入駐 產(chǎn)業(yè)圖譜

使用Rigol頻譜儀進(jìn)行EMI預(yù)兼容測試介紹

2020/06/30
433
加入交流群
掃碼加入
獲取工程師必備禮包
參與熱點(diǎn)資訊討論

頻譜分析儀有掃頻式及實(shí)時(shí)兩種類型。掃頻式頻譜儀是最常見的頻譜分析儀,通過本振掃描的方式來實(shí)現(xiàn)測試范圍內(nèi)信號(hào)的頻率、功率等參數(shù)測試。而實(shí)時(shí)頻譜分析儀則是在某個(gè)固定帶寬內(nèi)通過實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集,并進(jìn)行 FFT 分析來得到帶寬范圍內(nèi)信號(hào)的幅度、頻率參數(shù)測試,速度是掃頻式的上百倍甚至千倍以上。主要考慮測試的頻率范圍,功率范圍,測試速度,信號(hào)頻率分辨率要求,信號(hào)大小等因素。因?yàn)楫a(chǎn)生對頻譜儀的頻率范圍,DANL,RBW,測試速度等方面的考慮。

?

電磁兼容性(EMC )是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運(yùn)行并不對其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無法忍受的電磁干擾的能力。因此,EMC 包括電磁干擾(EMI)和電磁抗干擾(EMS)兩個(gè)方面。具體分類如下:

?

隨著電子產(chǎn)品應(yīng)用的增多,我們周圍的電磁環(huán)境正變的日益復(fù)雜,對我們工作與生活的影響也愈發(fā)密切。如高速 PCB 中的高頻信號(hào)線、集成電路引腳、各類接插件等都可能成為輻射干擾源,會(huì)影響其他系統(tǒng)或本系統(tǒng)內(nèi)其他子系統(tǒng)的正常工作。

類似軍艦上的雷達(dá)和天線,相互之間就有電磁兼容性的問題。

EMC 標(biāo)準(zhǔn)

為了保證電子產(chǎn)品滿足在電磁環(huán)境中可靠性等的要求,各國都相應(yīng)地根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)制定了關(guān)于電子類產(chǎn)品的 EMC 法規(guī),要求產(chǎn)品在取得相應(yīng)的法規(guī)認(rèn)證后才能在該國銷售。我國主要以效仿歐洲標(biāo)準(zhǔn)而建立的國標(biāo),3C 認(rèn)證,包括大家熟知的汽車排放標(biāo)準(zhǔn)。

?

?

IEC(國際電工委員會(huì))是世界上成立最早的國際性電工標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu),負(fù)責(zé)有關(guān)電氣工程和電子工程領(lǐng)域中的國際標(biāo)準(zhǔn)化工作。其下從事 EMC 標(biāo)準(zhǔn)制定的組織主要有 CISPR(國際無線電干擾特別委員會(huì))和 TC77(第 77 技術(shù)委員會(huì))<其中 TC77 主要負(fù)責(zé) 9kHz 以下低頻頻段的標(biāo)準(zhǔn)制定>。IEC 標(biāo)準(zhǔn)已廣為歐洲、美國、日本、中國等地區(qū)和國家采用。其相關(guān)的認(rèn)證為歐盟的 CE 認(rèn)證,美國的 FCC 認(rèn)證,中國的 3C 認(rèn)證等。

EMI 測試介紹

EMI(ElectromagneticInterference,電磁干擾)是一種可以通過空間(輻射)或交流線路(傳導(dǎo))傳遞電磁干擾,影響電氣和電子線路正常運(yùn)行的現(xiàn)象。包含傳導(dǎo)干擾和輻射干擾兩種。??

1-->傳導(dǎo)干擾:是指通過導(dǎo)電介質(zhì)電源線、外部線纜等)把一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)上?

? ? ? ?的信號(hào)耦合(干擾)到另一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)。

2-->輻射干擾:是指干擾源通過空間把其信號(hào)耦合(干擾)到另一個(gè)電網(wǎng)

? ? ? ?絡(luò)。

高頻電磁波主要會(huì)在導(dǎo)電介質(zhì)表面?zhèn)鞑?,容易透過空間去干擾到另一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)。

受測設(shè)備分類

A 類設(shè)備:非家用和不直接連接到住宅低壓供電網(wǎng)設(shè)施中使用的設(shè)備(工業(yè)和商業(yè))

B 類設(shè)備:家用設(shè)備和直接連接到住宅低壓供電網(wǎng)設(shè)施中使用的設(shè)備。

測試接收機(jī)檢波器要求

因騷擾源有寬帶窄帶響應(yīng)不同,一般要求用準(zhǔn)峰值和平均值檢波器接收機(jī)進(jìn)行測量(用峰值檢波器測試結(jié)果較大時(shí),以標(biāo)準(zhǔn)要求檢波器測量為準(zhǔn))。

準(zhǔn)峰值檢波器 RBW 要求

基本上到 1GHz 干擾就很小了。

傳導(dǎo)干擾 CE?

傳導(dǎo)干擾主要以 30MHz 以下頻率為主,對于電源端子傳導(dǎo)干擾主要測量被測設(shè)備沿電源線向電源網(wǎng)絡(luò)發(fā)射的騷擾電壓;同時(shí)也包括通過信號(hào)線傳導(dǎo)到相連的其他周邊設(shè)備的騷擾信號(hào)。傳導(dǎo)干擾測試設(shè)備主要包含人工電源網(wǎng)絡(luò)(AMN),通常情況可用 LISN 替代,限幅器和頻譜分析儀(準(zhǔn)峰值檢波器,6dB EMI 濾波器)。

限幅器的作用是擔(dān)心 EUT 的電磁輻射太強(qiáng)而影響到頻譜本身,故在網(wǎng)絡(luò)中加一個(gè)限幅器起保護(hù)作用。比如說模擬高壓和雷擊測試的產(chǎn)品通常會(huì)增加限幅器。

人工電源網(wǎng)絡(luò)(AMN)的作用

1-->隔離和耦合作用:阻止 EUT 產(chǎn)生的射頻電磁騷擾進(jìn)入電網(wǎng),同時(shí)衰減來

? ? ? ?自電網(wǎng)的干擾信號(hào);通過耦合電容把射頻騷擾信號(hào)接至測量接收機(jī);

2-->穩(wěn)定阻抗作用:提供統(tǒng)一的阻抗(50Ω),便于在不同電網(wǎng)下的測試結(jié)

? ? ? ?果相互比較。

AMN 的分類

AMN 有兩種類型:用于耦合非對稱電壓的 V 型與用于耦合對稱電壓和不對稱電壓的Δ型。線性阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)(LISN)和 V 型人工電源網(wǎng)絡(luò)可替換使用。

對稱電壓:兩導(dǎo)線之間的射頻騷擾電壓,常稱為差模電壓。Va –Vb

非對稱電壓 : 兩導(dǎo)線的電氣中點(diǎn)與參考地之間的射頻電壓,也稱為共模電壓。(Va + Vb)/2

不對稱電壓:導(dǎo)線或端子與規(guī)定的接地基準(zhǔn)之間的電壓。Va &Vb

實(shí)驗(yàn)場測試環(huán)境 B 類設(shè)備電源端子騷擾電壓限制

此圖以電源端子產(chǎn)品的國標(biāo)為示例,儀表已經(jīng)內(nèi)建了 A/B 兩類產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn),測試只需選擇即可。

頻譜在低頻動(dòng)態(tài)范圍很好,所以傳導(dǎo)測試主要是以電源類產(chǎn)品較多。

RSA3000E 系列顯示平均噪聲電平低至 -161dBm,可以有效保證對微弱信號(hào)的測試能力。

?

測試時(shí)需要安裝原廠的 S1210--EMI 預(yù)一致性測試上位機(jī)軟件。RSA3000E 系列頻譜內(nèi)置 EMI 預(yù)測試應(yīng)用軟件,結(jié)合符合 CISPR 標(biāo)準(zhǔn)的濾波器,對產(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。

? 內(nèi)建 CISPR 帶寬和偵測器
? 自動(dòng)掃描多個(gè)段
? 限制線和自動(dòng)峰值 / 限制搜索
? 使用不同偵測器的最多 3 條跡線
? 記錄頻率顯示
? 使用三個(gè)偵測器在標(biāo)記或感興趣的信號(hào)上進(jìn)行實(shí)時(shí)量測
? 天線,LISN,電纜和前置放大器的校正

傳導(dǎo)干擾 CE 實(shí)際測試架構(gòu)如下

輻射干擾 RE 測試

當(dāng)頻率高于 30MHz 時(shí),輻射變成主要的傳播方式。其測試一般分為認(rèn)證測試及預(yù)測試。認(rèn)證測試需要在開闊場地或電波暗室中進(jìn)行,民品測量距離一般分為 3m,投入成本非常昂貴。所以通常主要以在設(shè)計(jì)階段采用預(yù)測試方式解決潛在問題。電磁輻射預(yù)測試設(shè)備主要包含頻譜分析儀(準(zhǔn)峰值檢波器,6dB EMI 濾波器) ,功率放大器和近場探頭。

功率放大器:主要用來放大進(jìn)入頻譜分析儀的輻射信號(hào)功率。(通常接在探頭后面)

近場探頭:用來接收及傳輸電路中的磁場輻射信號(hào)。

近場探頭種類有很多,可以根據(jù)實(shí)際產(chǎn)品的需求進(jìn)行選型。

?

NFP-3-P1,磁場近場探頭,可檢測到 10cm 范圍內(nèi)的磁場,適合于檢測泄漏的磁場。例如屏蔽措施的驗(yàn)證,機(jī)箱泄漏測試等。

NFP-3-P2,磁場近場探頭,可檢測到 3cm 范圍內(nèi)的磁場,適合于檢測模塊附近的磁場環(huán)境。例如精確定位機(jī)箱泄漏位置,檢測電路板模塊的磁場方向及強(qiáng)度等。

?

NFP-3-P3,磁場近場探頭,分辨率約 5mm,適合于檢測表面磁場。例如導(dǎo)線、電纜、金屬表面、接插件、電子組件、元器件連接處等產(chǎn)生的磁場。

NFP-3-P4,磁場近場探頭,分辨率約 2mm,可檢測垂直方向發(fā)射的磁場,適于檢測有電流回路產(chǎn)生的磁場。如 PCB 布線產(chǎn)生的電磁場測試、IC 引腳區(qū)域磁場檢測等。

輻射測試示例:

免責(zé)聲明:

本文參考 Rigol 官方資料,也感謝 Rigol 提供的技術(shù)支持。

本公眾號(hào)純屬個(gè)人帳號(hào),僅為技術(shù)分享及交流為目的。

部分圖片及資料來源于網(wǎng)絡(luò),如侵麻煩后臺(tái)留言后立即刪除,謝謝!

相關(guān)推薦

登錄即可解鎖
  • 海量技術(shù)文章
  • 設(shè)計(jì)資源下載
  • 產(chǎn)業(yè)鏈客戶資源
  • 寫文章/發(fā)需求
立即登錄

射頻行業(yè)從業(yè)者,專注儀器儀表測試十年有余,業(yè)余時(shí)間分享有關(guān)儀表操作及測試方案的實(shí)操內(nèi)容。