為什么要進(jìn)行預(yù)兼容測(cè)試？

幾乎所有用于商業(yè)用途的電子設(shè)計(jì)都需要EMC（電磁兼容性）測(cè)試。任何打算將這些產(chǎn)品出售給一個(gè)國(guó)家的公司都必須確保該產(chǎn)品的監(jiān)管機(jī)構(gòu)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試與規(guī)格。在美國(guó)，F(xiàn)CC指定了有關(guān)EMC測(cè)試的規(guī)則。 CISPR和IEC測(cè)試定義也常用于全球。

要合法出售，電子產(chǎn)品的樣本必須通過(guò)一系列測(cè)試。在許多情況下，公司可以自我認(rèn)可，但必須詳細(xì)有關(guān)測(cè)試條件和數(shù)據(jù)的報(bào)告。許多公司選擇由認(rèn)可的合規(guī)公司執(zhí)行這些測(cè)試。這項(xiàng)完整的合規(guī)性測(cè)試可能很昂貴，許多實(shí)驗(yàn)室為一天的測(cè)試收費(fèi)數(shù)千美元。測(cè)試產(chǎn)品以進(jìn)行全面合規(guī)性也需要專(zhuān)門(mén)的測(cè)試環(huán)境。合規(guī)性測(cè)試中的任何故障都要求設(shè)計(jì)回到工程上進(jìn)行分析和可能的重新設(shè)計(jì)。這可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品發(fā)布延遲，并明顯增加設(shè)計(jì)成本。

降低與EMC合規(guī)性相關(guān)的額外成本的最佳方法之一是在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)行EMC測(cè)試，然后再將產(chǎn)品發(fā)送以進(jìn)行完整合規(guī)性測(cè)試。這種遵守前測(cè)試可能具有成本效益，并且可以量身定制以與合規(guī)性測(cè)試的條件緊密匹配。固定測(cè)試的范圍從具有頻譜分析儀的基本信號(hào)可視化到針對(duì)限制或標(biāo)準(zhǔn)的驗(yàn)證測(cè)試，甚至是交互式調(diào)試。這些類(lèi)型的遵守前測(cè)試需要不同的探針，設(shè)置和工具?；究梢暬?，比較與標(biāo)準(zhǔn)限制或以前的結(jié)果，并調(diào)試所有在EMI測(cè)試中扮演重要角色，以改善您的設(shè)計(jì)，降低測(cè)試成本并加快上市時(shí)間。在本申請(qǐng)說(shuō)明中，我們將比較每種類(lèi)型的遵守前分析的優(yōu)點(diǎn)，要求和可用解決方案。

輻射排放的基本

可視化近場(chǎng)探頭

近場(chǎng)探頭簡(jiǎn)單的預(yù)兼容測(cè)量涉及可視化和分析由排放引起的磁場(chǎng)。這些測(cè)試設(shè)置從頻譜分析儀開(kāi)始，例如Rigol RSA3030（圖1）。對(duì)于輻射排放，使用如圖2所示，使用近場(chǎng)磁（H場(chǎng)）探針。

圖1

圖2

近場(chǎng)探頭接收探針末端的小環(huán)路的排放。這些磁探針相對(duì)便宜，可以?xún)H在探測(cè)器附近捕獲信號(hào)，因此可以名稱(chēng)為“近場(chǎng)"探針。這使它們非常適合基本可視化，因?yàn)楣こ處熆梢酝ㄟ^(guò)將探針傳遞到圖3中的區(qū)域來(lái)迅速掃描新的板或?qū)ふ覇?wèn)題。峰值探測(cè)器將為您提供輻射的RF上的“最壞情況"讀數(shù)，這是確定問(wèn)題區(qū)域的最快途徑。然后為您的設(shè)計(jì)選擇適當(dāng)?shù)腍場(chǎng)探針，然后在設(shè)計(jì)表面上進(jìn)行掃描。較大的探針將為您提供更快的掃描速率，盡管空間分辨率較少。

圖3

探頭充當(dāng)天線，從接縫，開(kāi)口，痕跡和其他可能發(fā)射RF的元素中拾取了輻射排放。對(duì)所有電路元件，連接器，旋鈕，開(kāi)口和接縫的掃描至關(guān)重要。對(duì)于這種類(lèi)型的EMI可視化，通常不需要腔室和屏蔽，因?yàn)樘结樇拇嫫鲀H非常緊密的信號(hào)。工程師通常可以通過(guò)沿測(cè)試設(shè)備定位和定位探針來(lái)確定發(fā)射的來(lái)源。這種方法的缺點(diǎn)是，由于探針定位，很難在近場(chǎng)測(cè)量與合規(guī)性結(jié)果和進(jìn)行可重復(fù)測(cè)量之間沒(méi)有簡(jiǎn)單的相關(guān)性。因此，工程師必須對(duì)檢測(cè)到的排放進(jìn)行批判性思考，并確定他們是否值得擔(dān)心在進(jìn)一步驗(yàn)證之前。

RF電流探針進(jìn)行的排放

進(jìn)行的排放是通過(guò)電纜傳播的不必要的信號(hào)。最常見(jiàn)的問(wèn)題是設(shè)備將RF信號(hào)發(fā)送回電源線時(shí)。與這些類(lèi)型的排放相關(guān)的特定限制旨在保護(hù)電路電網(wǎng)和其他設(shè)備。當(dāng)可視化進(jìn)行的排放時(shí)，工程師會(huì)像圖4中的RF電流探針一樣。光譜分析儀顯示了放置在探針內(nèi)的電纜中的電流流。這使得可以從正在測(cè)試的設(shè)備或外部來(lái)源中可視化信號(hào)耦合到通信或電源電纜中。從簡(jiǎn)單的LED燈具中進(jìn)行的排放如圖5所示。即使這樣的簡(jiǎn)單電子設(shè)備也可以將大量的電源切換頻率恢復(fù)到電源線上。在可視化這些信號(hào)之后，可以在需要之前對(duì)其進(jìn)行過(guò)濾器，以便在進(jìn)一步分析之前對(duì)其進(jìn)行過(guò)濾。當(dāng)與Spectrum Analyzer相結(jié)合時(shí)，近距離Probes和RF電流探針是EMI信號(hào)的低成本基本視頻化解決方案。他們?cè)诓煌暾腅MI系統(tǒng)的成本方面提供了洞察力。

圖4

圖5

遵守預(yù)認(rèn)證測(cè)試

限制，標(biāo)準(zhǔn)，檢測(cè)器和數(shù)據(jù)管理

一旦測(cè)試轉(zhuǎn)化為驗(yàn)證，近場(chǎng)測(cè)量仍然可以提供重要的見(jiàn)解，但是魔杖樣式探針可能會(huì)令人沮喪，因?yàn)槲恢没蚍较虻穆杂凶兓瘯?huì)影響結(jié)果。這使得不可能與標(biāo)準(zhǔn)化的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行比較，甚至不可能從一個(gè)版本到另一個(gè)版本進(jìn)行衡量的改進(jìn)。通過(guò)校準(zhǔn)天線，EMI接收器和腔室的完整合規(guī)設(shè)置可以進(jìn)行最終的合規(guī)性測(cè)試，但是設(shè)置和維護(hù)此設(shè)置的成本可能是壓倒性的。幸運(yùn)的是，有一些工具可以使相對(duì)分析變得更簡(jiǎn)單，從而有助于彌合這一差距。有了正確的設(shè)置工程師，可以評(píng)估新設(shè)計(jì)與已知的良好設(shè)計(jì)，并比較與已建立的標(biāo)準(zhǔn)。從這種類(lèi)型的遵守前驗(yàn)證測(cè)試中充分利用需要其他儀器功能以及更穩(wěn)定的測(cè)試設(shè)置。

對(duì)于這種類(lèi)型的遵守前測(cè)試頻譜分析儀應(yīng)包括標(biāo)準(zhǔn)的EMI帶寬和CISPR檢測(cè)器。分析儀還需要能夠使用頻譜不同區(qū)域的設(shè)置來(lái)細(xì)分掃描，以?xún)?yōu)化掃描時(shí)間和所需的準(zhǔn)確性。最重要的是，頻譜分析儀必須包括標(biāo)準(zhǔn)限制線以及自定義限制和保證金水平的能力。這至關(guān)重要，因?yàn)楸仨殞?duì)測(cè)試環(huán)境進(jìn)行校準(zhǔn)室的改動(dòng)，以建立對(duì)結(jié)果的信心。最后，分析儀必須能夠創(chuàng)建，存檔和比較測(cè)試和報(bào)告，以便工程師可以解決問(wèn)題后面出現(xiàn)的任何問(wèn)題或疑慮。雖然不是EMI接收器，但Rigol的RSA3000和RSA5000系列頻譜分析儀具有EMI應(yīng)用模式（圖6），將所有這些功能都包含在單個(gè)盒子驗(yàn)證解決方案中.

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