電磁兼容實驗室儀器配置
本文前面的介紹部分講過,近場測試非常適合產品開發(fā)階段。在這個階段,標準測試方法或許能給出精確的結果,但卻無法顯示問題的來源所在。在挑選元件時,有些控制器芯片的輻射要比其他芯片低40dB,或具有更高的抗擾度。即使在產品開發(fā)完成,執(zhí)行兼容測試未通過之后,標準測試方法也幾乎無法給出有關問題來源的任何信息。在印制板一級,工程師們使用近場測試探針進行測量,也可能使用缺陷檢測器等。
然而另一方面也必須了解,近場測試探針(幾乎)不能給出有關設備傳導或輻射水平的任何信息,其誤差為20~40dB。但近場測試探針可以保證一點:每次使用時,其測量結果總要好于前述的各種測量。為了通過近場測試探針大致了解產品是否能通過EMC測試,需要在已經確知結果的樣品上進行多次嘗試。
一些磁場探針、電場探針和一根管腳探針的例子。它們的優(yōu)點是容易制作,外購也相當便宜。它們都使用50Ω的電纜,并連接到一臺(廉價的)頻譜分析儀。
近場探針用來拾取電磁場的全部兩個分量。雖然市場上有一些非常靈敏的電磁場場強儀,但電磁場的近場場強并不太容易測量。它們無法給出輻射噪聲頻率成分的任何信息,但可以方便地指出“問題分量”。近場探針在連接到頻譜分析儀時,還可給出頻率成分信息。
磁場探針提供一個與磁射頻(RF)場強成比例的輸出電壓。利用這個探針很容易找到電路的射頻源。不過,磁場的場強隨距離迅速變化(成三次方關系)。另外,探針的方向至關重要,因為磁場方向一定是垂直于磁環(huán)路的。前面已經指出,探針將不會給出太多的量化信息,但對于某個元件(IC、開關三極管等),隨著探針距離元件越來越近,探針的電壓輸出也將增大。
即使周圍有許多元件,通過研究原理圖,設計者也可以很容易地辨認出噪聲源。如果工程師決定更換元件,他將很容易測量出更換后的結果,這使得在開始時就選擇可靠的元件成為可能。VSPACE=12HSPACE=12ALT=圖4(a)和(b):磁場探針、電場探針和一根管腳探針的實例。
管腳探針允許直接在IC管腳或PCB的細導線上鑒別噪聲電壓。還能方便地判斷濾波器的效果,盡管只是一種定性的判斷。管腳探針可以在濾波器的前、后分別進行接觸測量,并觀察其效果情況。但工程師必須正確估計接觸電容,并選擇電容較小的探針(不大于10pF)。
電場探針可拾取共模電壓和需要的信號。共模電壓是輻射電壓的一個重要來源。此外,磁場探針無法拾取電場??梢宰C明,使用全部三種探針是有益和省時的。
本文介紹了擁有公司內部EMC測試設備的優(yōu)點和缺點。總體而言,除了設備成本、占用空間,以及可能的人員培訓這些投入之外,擁有EMC能力并沒有什么不利。無論如何,EMC技術在產品開發(fā)中必不可少,公司必須以某種方式進行這方面的投資(如依靠第三方咨詢公司的服務),忽視它的代價將是高昂的。
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