EMI濾波器測(cè)試技術(shù)研究

4 EMI濾波器插損自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)
近年來，隨著EMC測(cè)試的內(nèi)容日趨復(fù)雜，測(cè)試工作量急劇增加，對(duì)測(cè)試設(shè)備在功能、性能、測(cè)試速度、測(cè)試準(zhǔn)確度等方面的要求也日益提高。在這種情況下，傳統(tǒng)的人工測(cè)試已經(jīng)很難滿足要求，再加上現(xiàn)在的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB)和國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)(GJB)均要求電磁兼容的檢測(cè)必須自動(dòng)進(jìn)行，并且對(duì)數(shù)據(jù)后處理有嚴(yán)格的要求。因此，發(fā)展EMC自動(dòng)測(cè)試成為必然之路。本文所建立的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)使用了虛擬儀器技術(shù)，基于信號(hào)源一頻譜儀對(duì)EMI電源濾波器進(jìn)行插損測(cè)試的系統(tǒng)。
4．1 測(cè)試系統(tǒng)程序流程
本系統(tǒng)是在計(jì)算機(jī)上搭建一個(gè)虛擬的測(cè)試平臺(tái)，使用虛擬儀器技術(shù)通過通信總線GPIB在計(jì)算機(jī)上直接對(duì)頻譜儀進(jìn)行程控，以減少測(cè)試夾具對(duì)濾波器插入損耗測(cè)試結(jié)果的影響。程序流程圖如圖6所示。
4．2 硬件接口與驅(qū)動(dòng)
要實(shí)現(xiàn)該自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的功能，必須要解決的是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制儀器運(yùn)動(dòng)及讀取測(cè)量的數(shù)據(jù)，而實(shí)現(xiàn)這一步首先要解決的問題是儀器和計(jì)算機(jī)之間的通信問題。在這里，選擇了具有GPIB(IEEE一488)接口的儀器。
另外系統(tǒng)還需要實(shí)現(xiàn)測(cè)試硬件的驅(qū)動(dòng)，軟件中分別實(shí)現(xiàn)了對(duì)信號(hào)發(fā)生器的驅(qū)動(dòng)和對(duì)頻譜分析儀的驅(qū)動(dòng)。對(duì)信號(hào)發(fā)生器的程控是在VB環(huán)境中編寫的，軟件語句中參考說明書中驅(qū)動(dòng)程序的編寫方法，完成了對(duì)信號(hào)發(fā)生器的基本設(shè)置，設(shè)置為射頻輸出方式，射頻信號(hào)的頻率調(diào)用信息輸入界面產(chǎn)生的頻點(diǎn)列表，發(fā)射頻率由用戶在軟件中設(shè)置。程序中首先定義命令中所用到的基本參數(shù)，然后進(jìn)行程序的編寫，相應(yīng)代碼如圖7所示。

對(duì)頻譜分析儀的驅(qū)動(dòng)是通過在VB環(huán)境中編寫程序，調(diào)用LabVIEW程序通過GPIB總線驅(qū)動(dòng)頻譜．儀的方法。采集頻譜儀測(cè)試濾波器所產(chǎn)生的圖形和數(shù)據(jù)。
軟件通過調(diào)用LabVIEW文件的輸入輸出操作存儲(chǔ)數(shù)據(jù)或從磁盤文件中讀取校準(zhǔn)和測(cè)試數(shù)據(jù)(其中圖形為二維數(shù)組)，經(jīng)過調(diào)用代碼轉(zhuǎn)為圖形顯示出來并將校準(zhǔn)值和測(cè)試值存入數(shù)據(jù)庫(kù)。這里使用了VB和LabVIEW的混合編程，相應(yīng)代碼如圖8所示。

4．3 測(cè)試軟件的界面設(shè)計(jì)
用戶界面是用戶與應(yīng)用程序交互的媒介。用戶界面是應(yīng)用程序里最重要的部分，也是直觀的現(xiàn)實(shí)世界。對(duì)用戶而言，界面就是應(yīng)用程序。
本軟件由六個(gè)界面組成，分別是功能選擇界面、輸入信息界面、校準(zhǔn)界面、測(cè)試界面、結(jié)果顯示界面和歷史數(shù)據(jù)對(duì)比界面組成。功能選擇界面中用戶選擇軟件實(shí)現(xiàn)的功能，進(jìn)行插損測(cè)試或者查詢歷史測(cè)試數(shù)據(jù)。在輸入信息界面中，用戶填入測(cè)試基本信息并確定測(cè)試頻點(diǎn)的范圍，形成頻點(diǎn)列表，測(cè)試頻點(diǎn)列表存入數(shù)據(jù)庫(kù)。在校準(zhǔn)界面，首先驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生信號(hào)進(jìn)行校準(zhǔn)，設(shè)置發(fā)射功率并存入數(shù)據(jù)庫(kù)，然后驅(qū)動(dòng)頻譜儀對(duì)測(cè)試濾波器進(jìn)行校準(zhǔn)，產(chǎn)生校準(zhǔn)結(jié)果和圖形，并顯示出來。測(cè)試界面中再次驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器，產(chǎn)生所需要的測(cè)試信號(hào)，調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)中的發(fā)射功率不，再次驅(qū)動(dòng)頻譜儀對(duì)濾波器插損性能進(jìn)行測(cè)試，產(chǎn)生測(cè)試結(jié)果和圖形并顯示出來。在結(jié)果界面顯示插入損耗測(cè)試結(jié)果表和差模、共模的插損曲線圖。歷史數(shù)據(jù)對(duì)比通過添加數(shù)據(jù)庫(kù)中不同型號(hào)濾波器的插損結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，并生成對(duì)比曲線圖，方便用戶比較測(cè)試結(jié)果。
4．4 測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)
在輸入信息界面，用戶輸入測(cè)試基本信息后生成一個(gè)管理數(shù)據(jù)庫(kù)。該數(shù)據(jù)庫(kù)中存放用戶定義的測(cè)試頻點(diǎn)和與之對(duì)應(yīng)的共模和差模的校準(zhǔn)、測(cè)試與插損的結(jié)果。若文件名相同則覆蓋原數(shù)據(jù)庫(kù)。確定測(cè)試頻點(diǎn)范圍后生成插入損耗子數(shù)據(jù)庫(kù)，校準(zhǔn)和測(cè)試結(jié)果存入子數(shù)據(jù)庫(kù)，并計(jì)算得出插入損耗測(cè)試值。如圖9所示。
4．5 測(cè)試數(shù)據(jù)的處理
由于頻譜儀產(chǎn)生的校準(zhǔn)值和測(cè)試值都是經(jīng)過處理后的計(jì)算值，單位為dB。所以根據(jù)公式(1)可知，插入損耗值即為校準(zhǔn)值與測(cè)試值之差。軟件中通過VB和LabVIEW的混合編程，可將頻譜儀生成的校準(zhǔn)和測(cè)試圖形在界面上顯示。
另外，軟件會(huì)將校準(zhǔn)結(jié)果和測(cè)試結(jié)果自動(dòng)存入插入損耗數(shù)據(jù)庫(kù)中，并通過本軟件的插損計(jì)算公式得到共模插損數(shù)據(jù)和差模插損數(shù)據(jù)并保存。通過調(diào)用插入損耗數(shù)據(jù)庫(kù)可生成一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)表。本軟件使用DataReport數(shù)據(jù)報(bào)表設(shè)計(jì)器和數(shù)據(jù)源(Data Environment數(shù)據(jù)環(huán)境設(shè)計(jì)器)，創(chuàng)建一個(gè)可打印輸出的報(bào)表并且可以將報(bào)表導(dǎo)出到HTML或文本文件中。

5 結(jié)論
隨著電子設(shè)備以及各種電器的大量涌現(xiàn)和飛速發(fā)展，電子設(shè)備之間的電磁干擾(EMI)已成為一種嚴(yán)重的公害。EMI濾波器作為抑制電磁干擾的最有力的手段，日益為人們所了解和廣泛使用。因此，對(duì)EMI濾波器的測(cè)試技術(shù)的研究就變得十分重要。本文EMI濾波器各個(gè)方面的測(cè)試原理及方法進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析，并在插入損耗人工測(cè)試的基礎(chǔ)上編制了基于虛擬儀器技術(shù)的插損自動(dòng)測(cè)試軟件。避免人工測(cè)試的一些缺陷，實(shí)現(xiàn)了測(cè)試的自動(dòng)化，功能簡(jiǎn)單、操作靈活。