GA4063應用于EMC測試

一、EMC測試簡介
電磁兼容性(Electromagnetic compliance EMC) 對目前的工業規格制定當局與制造商而言一直是個熱門的議題，而由于在消費性電子組件不斷整合的結果，使得我們所居住的環境中幾乎是到處充滿了無數可能的電磁輻射源。因此，需要藉助電磁兼容性的測試來確保各種電子產品的**性與有效使用性。為了降低電磁干擾所帶來的風險，電子產品制造商往往會采用頻譜分析儀作為電磁兼容性的可靠度測試工具。而一般常用的輕巧而多功能型頻譜分析儀則往往可搭載合適的天線組合、以及近場式的偵測探棒來找出電磁干擾源。
二、概述　　　
越來越多的電子制造公司認識到頻繁地進行電磁兼容(EMC)/電磁干擾（EMI）檢測，整改，已經成為了降低產品研發成本，縮短產品開發周期的主要瓶頸。而在從研發，樣品生產到正式生產的整個過程中進行EMI預兼容測試就是突破這一瓶頸的*常規的手段。　EMI預兼容測試：在*早的時間發現和解決電磁兼容的問題，不僅是通過/失敗測試，還需要分析，定位，*終解決問題。縮短產品研發周期，保證產品推出計劃，節約測試成本。
盡管進行EMI預兼容測試已經成為了電子行業的共識, EMI測試一直是令廣大工程師頭疼的難題，EMI測試往往不能一次能過，把大量的時間和**浪費在EMC認證公司，一次測試動輒上千元。但是大多數公司的嘗試都遭遇了成本的阻礙。只有很少的大型電子企業有足夠的經費建造，購買電波暗室，標準接收機以及相應外設，從而建設一套和EMC標準實驗室類似的測試系統。而大量中小型的企業和電子產品設計室一直在尋找一套低成本而高效的EMI預兼容測試方案。
GRATTEN EMI測試套為廣大工程師帶來了福音，非常高的性格比，優良的EMI測試能力。只要實驗定配備一臺標準樣機，一臺頻譜儀，以及EMI測試探頭，就可以簡易的搭建EMI測試平臺，通過與樣機做對比，找出超標頻率點。利用近場探頭附件迅速定位干擾源，解決問題，大大提高警惕產品設計能力，縮短產品開發周期，降低EMI測試成本。GRATTEN EMI測試套件廣泛應用于開關電源，電氣照明，機動車，電動工具等EMI測試領域和干擾源定位測試。
三、典型的EMI測試系統　　　　
大多數的電子產品都需要通過傳導泄露和輻射泄露兩類EMI測試。其本質都是使用頻譜分析儀或者接收機測量由測量附件拾取到的干擾信號。

圖1、EMI測試示意圖

傳導干擾測試：
拾取電源線上傳播干擾信號的*常用設備是傳導干擾測試接口。瞬態限幅器可以有效的避免頻譜分析儀或者接收機被大功率瞬態信號損壞，傳導測試的被測件，附件和頻譜儀完全是通過電纜連接，所以非常容易實現且不易受到干擾。我們用類似的方法進行預兼容測試，得出的結果往往可以和EMC認證機構得出的測試結果很好吻合。　
　

圖2、典型的傳導測試儀器連接配置

為討論國際間出現的無線電干擾問題，為消除商品交易中和無線電業務中出現的矛盾，必須規定無線電干擾測量方法和權限值，以確保國際上的某種統一性，在這一宗旨下成立了CISPR。

下表: CISPR Publ.22信息技術設備無線電干擾極限值

A級設備（在商業區使用的機器）的極限值

頻率范圍(MHz)	傳導干擾電壓(dBµV)		輻射干擾電場強度(dBµV/m)
頻率范圍(MHz)	準峰值極限值	平均值極限值	準峰值極限值
0.15~0.50	79	66	—
0.50~30	73	60	—
30~230	—	—	30
230~1000	—	—	37

注1：在頻率邊界，適用小的極限值。
注2：輻射干擾電場強度是在距裝置30m處測定。

B級設備（家庭內使用的機器）的極限值

頻率范圍(MHz)	傳導干擾電壓(dBµV)		輻射干擾電場強度(dBµV/m)
頻率范圍(MHz)	準峰值極限值	平均值極限值	準峰值極限值
0.15~0.50	66~56	56~46	—
0.50~5	56	46	—
5~30	60	50	—
30~230	—	—	30
230~1000	—	—	37

注1：在頻率邊界，適用小的極限值。
注2：在0 .15~0.50MHz范圍內的極限值，對應于頻率的對數值呈經性減少。
注3：輻射干擾電場強度在距裝置10m處測試。

輻射干擾測試：
在缺乏電波暗室的情況下，很難完全排除一些如寬帶信號或跳頻信號的環境干擾。一個性價比更高的方案是使用頻譜分析儀和近場探頭來替代寬帶天線進行輻射泄漏預兼容測試，故障診斷，以及改進效果驗證。　　　　
正規的輻射泄露測試，無論是三米法還是十米法，都是進行遠場測量。而使用近場探頭測量的是近場電磁波。兩者的測試結果無法進行數學推導換算。這樣我們就不能直接把近場測試結果和遠場測試結果進行直接轉換。但是一個基本原則是，近場的輻射越大，遠場的輻射也必然越大。這就為近場探頭測試提供了理論依據。而使用近場探頭測試，我們需要把新被測件測試結果和一個已知合格被測件的近場探頭測試結果進行比較。針對這一步測試，推薦使用電場探頭或者尺寸較大的磁場探頭。這兩類探頭靈敏度一般更高，而對距離不太敏感。　　　　如果一個新產品在EMI預兼容測試或者標準兼容測試中失敗，進行故障診斷和改進是當務之急。沒有合適的工具，工程師很難找到癥結并且對癥下藥。GA4063具有非常優良的測試靈敏度可以和近場探頭**配合。在故障定位的過程中，尺寸較小的磁場探頭可以更好的完成工作。小尺寸的磁場探頭靈敏度更低，但是空間分辨率更高。通過把探頭在被測件或者電路上緩慢移動，通過觀測GA4063上頻譜幅度的變化，工程師可以準確的把可疑輻射區域定位到一個很小的一塊電路。
通過近場探頭我們可以較容易的找到輻射源存在的可疑區域。如果需要進一步查找是哪一段電路，管腳甚至芯片是罪魁禍首，我們可使用示波器探頭或者高頻探頭需要做接觸式測量。尤其是針對具有高頻時鐘信號的電路。但是使用高頻探頭測試的時候，需要注意保護探頭和頻譜儀不被高壓損壞

圖3、典型的輻射泄露測試的連接
四、結論　　　
國睿安泰信GA4063頻譜分析儀與傳導干擾測試接口AT-166和AT8900系列近場探頭為所有電子工程師提供了一個高效而經濟的專業EMI預兼容測試方案。這同時是一個功能專業、強大而靈活的故障診斷工具，可適用于從研發至正式生產的整個產品生命周期。
以下是各個產品的簡單介紹：

頻譜分析儀GA4063

性能特點：
1. 顯示器：800 x 480 高分辨率彩色8.5寸TFT LCD
2. 中英文操作菜單
3. 自動設定功能：自動偵測并顯示
4. 跡線偵測：3組跡線可做峰值(Peak), 峰值保持, 參看, 跡線對比
5. RBW：1Hz-3MHz,包含9kHz, 120kHz專屬EMI檔位
6：低相噪：相位噪聲指標高達-95dBc(offset10kHz)
7：顯示平均噪聲電平（DANL）：-148dBm

傳導干擾測試接口AT-166

性能特點：
1：頻率：0.15MHz～30MHz
2：AC OUTPUT：220V 10A

AT8900近場探頭

性能特點：
1： AT8900-1：磁場近場探頭，可檢查10cm范圍內的磁場，主要用于機箱泄漏測試
AT8900-2：磁場近場探頭，可檢查3cm范圍內的磁場。
AT8900-3：磁場近場探頭，主要用于線纜電磁泄漏測試
AT8900-4：磁場近場探頭，可檢測垂直方向發射的電磁場，主要用于PCB布線產生的電磁場測試
2：頻率范圍：30MHz—3GHZ
3：分辨率： 25mm左右（AT8900-1)
            10mm左右（AT8900-2）
            5mm左右（AT8900-3）
            2mm左右（AT8900-4）

AT2000B放大器

性能特點：
1：頻率范圍：100KHz—2GHz
2：典型增益：約20dB
3：*大線性輸出功率：9 dBm
4：*大輸入功率：10 dBm

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臺灣艾德克斯 IT8513C，常州同惠 TH2829C，北京普源 DG800信號發生器，臺灣艾德克斯 電源，程控耐壓測試儀，可編程直流電源

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