电磁干扰量测的仪器与配备
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KH3939 EMI 测试接收机技术说明书科环世纪电磁兼容技术有限责任公司目录一、干扰和干扰测量概述 (2)(一)干扰概述 (2)(二)干扰测量仪原理 (5)二、技术说明 (6)(一)仪器的用途 (6)(二)主要技术特性及误差 (6)(三)仪器的配套 (8)一、干扰和干扰测量概述随着经济的现代化和科学技术现代化,各种电设备广泛应用于各个领域,同一空间范围数以百计的电子产品在工作,使它们互相兼容互不影响就成为电磁兼容科学研究的基本内容。
同时无线电接收设备的灵敏度日益提高,因此无线电干扰直接成为威胁这些设备能否进行正常工作的主要障碍。
如何量测无线电干扰就成为现代无线电测量中的一个重要项目之一。
(一)干扰概述1.无线电干扰的主要来源种类:⑴.工业和设备干扰主要是各种电气设备,电力网和电子设备,空调制冷,计算机等所产生。
例如,内燃机的点火系统,电机碳刷接触处的跳跃火花,高频加热炉,压缩机,开关电源等所产生的干扰。
⑵.天电干扰是由大气层内天然的电磁现象如雷电等所引起。
⑶.内部热噪声这是由于电子管、晶体管、谐振电路内的起伏现象所产生。
如电子管的散弹效应和谐振电路内电荷的热运动等。
⑷.人为干扰一切不希望接收的无线电电台所产生的干扰。
⑸.热核爆炸噪声由于热核材料在爆炸时所引起的辐射噪声。
上述五类干扰都是属于有源干扰的范围,而影响通讯的还有无源干扰,如衰落现象、反射和吸收,但是主要还是上述五类有源干扰,其中以工业干扰为最大量,最普遍。
2.干扰的性质:根据无线电干扰在接收设备输入端所反映的电流和电压的性质,可以把有源干扰分为两大类,即“平滑干扰”和“脉冲干扰”。
⑴.平滑干扰无线电干扰在接收设备输入端所产生的电压或电流的最大值与平均值之比不超过3~4倍者,这种干扰称为平滑干扰。
平滑干扰又因其频谱的宽窄可分成无限频谱干扰和有限频谱干扰两种。
电子管内部热噪声属于前者,无限频谱声也叫白噪、脉冲持续时间与其重复周期可比拟的脉冲干扰则属于后者。
电磁辐射防护规定GB 8702-88(1988年3月11日国家环境保护局批准1988年6月1日实施)1总则1.1为防止电磁辐射污染、保护环境、保障公众健康、促进伴有电磁辐射的正当实践的发展,制定本规定。
1.2本规定适用于中华人民共和国境内产生电磁辐射污染的一切单位或个人、一切设施或设备。
但本规定的防护限值不适用于为病人安排的医疗或诊断照射。
1.3本规定中防护限值的范围为100KHZ~300GHZ。
防护限值与频率的关系见下图。
1.4本规定中的防护限值是可以接受的防护水平的上限,并包括各种可能的电磁辐射污染的总量值。
1.5一切产生电磁辐射污染的单位或个人,应本着"可合理达到尽量低"的原则,努力减少其电磁辐射污染水平。
1.6一切产生电磁辐射污染的单位或部门,均可以制定各自的管理限值(标准),各单位或部门的管理限值(标准)应严于本规定的限值。
2电磁辐射防护限值2、1基本限值2、1.1职业照射:在每天8H工作期间内,任意连续6MIN按全身平均的比吸收率(SAR)应小于0、1W/KG。
2、1.2公众照射:在1天24H内,任意连续6MIN按全身平均的比吸收率(SAR)应小于0、02W/KG。
2、2导出限值2、2、1职业照射:在每天8H工作期间内,电磁辐射场的场量参数在任意连续6MIN内的平均值应满足表1要求。
1表1职业照射导出限值注:1)系平面波等效值,供对照参考。
2)供对照参考,不作为限值;表中f是频率,单位为MHz;表中数据作了取整处理。
2、2、2公众照射:在1天24H内,环境电磁辐射场的参数在任意连续6MIN内的平均值应满足表2要求。
表2公众照射导出限值注:1)系平面波等效值,供对照参考。
2)供对照参考,不作为限值;表中f是频率,单位为MHz;表中数据作了取整处理。
2、2、3对于一个辐射体发射几种频率或存在多个辐射体时,其电磁辐射场的场量参数在任意连续6MIN内的平均值之和,应满足式(1):式中:第i个辐射体j频段辐射的发射水平;对应于j泼动的电磁辐射所规定的照射限值。
电磁干扰对精密仪器设备的影响及对策电磁干扰是指由电场、磁场及射频等产生的幅射信号源。
对于其本身而言,是正常和合乎常规的,但对其它仪器、设备,尤其是精度较高的仪器设备而言,其影响就很有害了。
电子技术、通信技术及计算机技术的飞速发展和广泛应用,使得精密仪器设备的应用领域日益扩大,尤其随着它们对微弱信号的检测能力日趋升级,因此电磁干扰的影响和作用已到了绝对不可忽视的程度。
如飞机的导航系统,为抗干扰已采取多种措施和限制,再如遍布世界各个角落的计算机控制中心,电磁干扰的负面作用勿庸置疑;另如近些年日益引起人们关注的医疗检测系统,它越来越依赖于各种医疗仪器诊测结果。
其精密化程度越来越高。
各种电磁干扰会造成这些仪器设备运行异常,其检测数据的准确将对医疗工作造成直接的影响和危害。
随着精密仪器设备的不断推广和应用,对其工作环境提出了新的、特定的要求。
全面了解电磁干扰的来源和传播途径,采取有效预防措施,改善精密仪器设备的运行环境,是使其稳定工作的先决条件。
一、人体静电的影响及对策根据物理学原理,两个物体之间因磨擦会产生静电。
当由于精密仪器设备所处的环境中湿度太低、空气太干燥、穿绝缘底鞋在化纤地毯上行走、化纤衣服相互磨摔、接近高压电场等,都会在人身上产生静电,最高时可达上万伏特。
由于能量的存贮效应,当接触金属时就会放电,产生电弧,而一旦对计算机及嵌入式仪器放电,将会使仪器造成运行错误,轻则会导致检测数据偏差,重则会出现死机现象、造成元器件损坏等问题。
其后果和危害不容忽视。
对此类干扰的影响应采取如下对策:精密仪器设备的外壳必须可靠接地且单一准确。
接地电阻≤4Ω;精密仪器设备的放置工作地点的环境相对湿度保持在50%左右;工作场所内的桌面、地面进行严格的防静电处理;对精密仪器设备进行操作前接触放电;对精密仪器设备进行保养,维护时要戴接地手环;在存放相关电路板,MOS器件时要使用防静电膜等。
二、交变电场的影响及对策在我们所处的环境中有相当多的交流电,人体处于交变电声之中会感应交变电荷,其能量的等级虽然较低,但由于精密仪器设备所测试的信息源的能量等级更低,如对人进行生物电、心电、脑电测量时,被测信号微弱的在μV量级甚至更低,所以在此环境中不采取抗干扰措施,干扰将会把检测信号淹没,无法得出正确数据。
仪器仪表现场应用中的抗干扰分析及解决措施在仪器仪表现场应用中,抗干扰分析和解决措施非常重要,因为很多环境中都存在各种各样的干扰源,比如电磁干扰、温度变化、湿度变化等,这些干扰源可能会导致仪器仪表测量结果出现误差或失真。
本文将就几种常见的干扰源进行分析,并提出解决措施。
首先,电磁干扰是仪器仪表中常见的一种干扰源。
电磁干扰可能来自于附近的其他电子设备、电源线路等。
为了降低电磁干扰,可以采取以下措施:1.选择抗干扰能力强的仪器仪表。
在购买仪器仪表时,要注意选择具有良好抗干扰能力的产品。
2.定期检查和维护仪器仪表的接地。
良好的接地可以减少电磁干扰的影响。
3.采用屏蔽措施,比如将仪器仪表放置在金属屏蔽箱中,减少电磁干扰的入侵。
其次,温度变化也是仪器仪表中常见的一种干扰源。
温度变化可能会导致仪器仪表的测量结果偏离真实值。
为了减轻温度变化的干扰,可以采取以下措施:1.仪器仪表的设计和制造应具备良好的温度补偿功能。
通过在仪器仪表中加入温度传感器,并利用温度补偿算法,可以有效减小温度变化对仪器仪表测量结果的影响。
2.减少仪器仪表与温度源的热传导。
通过增加绝缘材料、优化仪器仪表的散热设计等措施,可以减少温度变化的传导。
另外,湿度变化也可能会对仪器仪表的测量结果产生干扰。
湿度变化会导致仪器仪表的内部零部件受潮、绝缘性能下降等问题。
为了降低湿度变化的干扰,可以采取以下措施:1.选择抗潮湿腐蚀的仪器仪表。
在购买仪器仪表时,要选择具有良好的防潮湿性能的产品。
2.保持环境的恒温恒湿。
通过控制环境的温度和湿度,可以减小湿度变化对仪器仪表的影响。
3.加强仪器仪表的密封设计。
通过增加密封材料、优化仪器仪表的密封结构等措施,可以减少湿度的侵入。
除了以上几种干扰源外,仪器仪表现场应用中还可能存在其他一些干扰源,比如振动、尘埃等。
在面对这些干扰源时,也可以采取相应的分析和解决措施。
总之,在仪器仪表现场应用中,抗干扰分析及解决措施是确保仪器仪表测量结果准确可靠的重要环节。
中华人民共和国环境保护行业标准 HJ/T 10.2-1996辐射环境保护管理导则-电磁辐射监测仪器和方法Guidline on Management of Radioactive Environmental Protection Electromagnetic Radiation Monitoring Instruments and Methods1 电磁辐射测量仪器本导则所称电磁辐射限于非电离辐射。
电磁辐射的测量按测量场所分为作业环境、特定公众暴露环境、一般公众暴露环境测量。
按测量参数分为电场强度、磁场强度和电磁场功率通量密度等的测量。
对于不同的测量应选用不同类型的仪器,以期获取最佳的测量结果。
测量仪器根据测量目的分为非选频式宽带辐射测量仪和选频式辐射测量仪。
1.1 非选频式宽带辐射测量仪1.1.1 工作原理偶极子和检波二极管组成探头这类仪器由三个正交的2~10cm长的偶极子天线,端接肖特基检波二极管、RC滤波器组成。
检波后的直流电流经高阻传输线或光缆送入数据处理和显示电路。
当D≤h时(D偶极子直径,h偶极子长度)偶极子互耦可忽略不计,由于偶极子相互正交,将不依赖场的极化方向。
探头尺寸很小,对场的扰动也小,能分辨场的细微变化。
偶极子等效电容CA、电感LA根据双锥天线理论求得:CA= (π・ε0・L)/{ln(L/a)+S/2L-1}……………………………………(1.1)LA = μ(ln -)……………………………………(1.2)式中:a --天线半径;S --偶极子截面积;L --偶极子实际长度。
由于偶极子天线阻抗呈容性,输出电压是频率的函数:V= ・………………………………(1.3)式中:ω--角频率,ω=2・π・f ,f频率;CL--天线缝隙电容和负载电容;RL--负载电阻。
国家环境保护局 1996-05-10批准 1996-05-10 实施由于CA、CL基本不变,只要提高RL就可使频响大为改善,使输出电压不受场源频率影响,因此必须采用高阻传输线。
测量仪器的防干扰技术大家都知道测量的质量与测量仪器、测量标准和测量人员有关,这些方面仪器使用人员都很重视,但是测量的质量与测量环境也关系很大,各种可能存在的自然干扰和人为干扰是影响测量质量的重要因素。
因此,防干扰技术的研究和应用,越来越受到重视。
各计量测试专业都大量、普遍地使用各种测量仪器和测量标准,因此,营造和保持良好的测量环境,掌握和应用基本的、必要的干扰防护技术,对提高测量质量和保护测量设备是十分必要的。
第一节电磁干扰和干扰源一、电磁环境一切电、磁设备包括测量仪器、测量系统,控制、测量(校准/检定或测试)工作,使用设备进行控制、测量工作的人员,都处于一定的环境之中。
温度、湿度、尘埃、振动、声、光等是被人们直接感觉、受到容易重视的环境,而电磁环境时常被忽视。
可是,电、磁设备包括使用人员本身的健康对电磁环境却十分敏感。
电磁环境的定义是在给定场所存在的有意产生或无意产生的所有电磁现象的总和。
从事计量测试的计量人员自然关心实验室的电磁环境条件。
在我国,各种技术标准包括检定规程,都对实验室的电磁环境加以限制,规定除地磁场外,应“不存在影响测量结果的电磁干扰”。
但目前,我国还没有对各类实验室给出电磁干扰允许值的定量标准。
必要时,应采取专门的屏蔽和滤波措施,以获得安全的电磁环境,保证测量的质量。
二、电磁干扰源电磁干扰源种类繁多,可按不同的方法进行分类。
产生的原因,产生的性质、波形、持续时间,干扰的传波途径、频率分布等各种表现或特点进行分类。
对测量环境中直接影响测量及测量设备的干扰来源可分为自然干扰源(大气、太阳、宇宙噪声干扰,静电放电)和人为干扰源(无线电发射设备、电力设备、电子设备)。
第二节接地技术任何测量仪器其电子电路均有接地点。
为保证信号正常传输,接地点的选择和接地方式是十分重要的。
从电路的观点看,“地”是电位的参考点。
不同系统参考点可以不同,电力系统把大地表面作为参考点,因此电力系统接地多数把电路中的某一点与大地相连。
高频电磁场测量的仪器选择与使用技巧在现代社会中,高频电磁场已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
无论是在家庭中使用的无线设备,还是在工业领域中广泛应用的雷达技术,高频电磁场都扮演着重要的角色。
然而,高频电磁场对人体健康的影响备受关注。
因此,对高频电磁场进行测量和监控就显得尤为重要。
本文将探讨高频电磁场测量中仪器的选择与使用技巧。
1. 选择合适的测量仪器在高频电磁场测量中,选择合适的仪器是非常重要的。
常见的测量仪器包括电磁辐射仪、电磁场测试仪和频谱分析仪。
根据实际需求,我们可以选择适合的仪器来进行测量。
(1)电磁辐射仪:这是一种用于快速检测电磁场辐射水平的仪器。
它通常可以测量不同频率范围内的电磁辐射,如无线电波、微波和射频辐射。
对于一般家庭和办公区域的电磁场监测,电磁辐射仪是常用的工具。
(2)电磁场测试仪:与电磁辐射仪相比,电磁场测试仪更多用于实验室和工业环境中的电磁场测量。
它能够提供更精确的电磁场测量数据,并且具有更高的灵敏度和频率范围。
(3)频谱分析仪:频谱分析仪是一种用于分析和测量信号频谱的仪器。
它可以检测不同频率信号的强度和幅度,并提供频谱图。
在高频电磁场监测和干扰分析方面,频谱分析仪是非常有用的工具。
2. 注意仪器的测量范围和精度在选择仪器时,了解仪器的测量范围和精度是非常重要的。
不同的仪器在测量范围和精度方面可能存在差异。
如果选择的仪器测量范围过小或精度不够高,将无法准确评估高频电磁场的辐射水平。
此外,还应注意不同频率范围内仪器的响应特性。
有些仪器可能对特定频率范围内的电磁辐射响应更为敏感,而对其他频率范围的响应较弱。
因此,在选择仪器时要根据实际需求和测量频率范围进行权衡。
3. 正确使用仪器提高测量准确性正确使用仪器是保证测量准确性的关键。
以下是一些使用技巧:(1)避免干扰:在测量高频电磁场时,要注意避免可能干扰测量结果的外部因素。
例如,避免与其他无线设备或电子设备放置过近,以免相互干扰。
一二三01 02测量电路中主要的电磁干扰都有哪些? 电磁干扰是测量技术需要解决的难题,电磁干扰会造成测量结果的误差,甚至会造成测量仪器的损坏,总的来说电磁干扰有电磁泄露、电源干扰、射频干扰、静电放电这几种方式。
电磁干扰之电磁泄漏 泄漏是指仪器设备内部的电能对周围其它仪器设备的干扰,也可以指信息技术设备在运行过程中,由于无意电磁发射而造成的信息失密问题。
在仪器设备的设计阶段,应当考虑到电磁泄漏问题,包括印制电路版、电源与信号接口的高频滤波器、屏蔽电缆、屏蔽外壳等方面的设计问题。
电磁干扰之电源干扰 电源干扰的形式多样,如瞬态过程、电平漂移、脉冲冲击或断电等。
其中,瞬态过程、电平漂移和断电对工业自动化设备的危害最为严重。
再如,频率为50Hz或60Hz的杂散电流、尤其是地线回路电流,对模拟电路的干扰最大。
电源干扰往往以浪涌的形式出现,如雷电或电源线上引入的感应电荷。
它能引起保险丝断、损害打印电路板、损害桥式整流器等。
一个完整的接地系统对电源的干扰起着良好的保护作用。
接地系统良好,能减小故障带来的损失,系统接地对此类故障能起到有效的防止作用。
电磁干扰之射频干扰 射频干扰(RFI)主要涉及到无线电频段的干扰问题。
在工业环境中,射频干扰也是一种常见的干扰源,特别是手持无线电器材和手机的普遍使用,使这一问题变得更加严重。
射频干扰传播途径有两类:由空间传播 射频场源的电磁能量可以以辐射状态向空间传播,并且以场源的振荡回路、电源电路、信号的输入输出电路等的导线作为发射天线;同样,当场源设备外壳有高频电流通过时,那么这个设备本身就是发射天线了。
由导线传播 电源线、信号的输入输出电路、控制电路等等均可以传播干扰。
配电线是导线干扰传播途径之中最突出的一种。
由于配电线的天线效应使之在电磁场作用下产生干扰电动势;由于配电线传播了同一四电源供电的干扰设备所产生的干扰;由于电磁耦合、静电耦合使之从邻近电路中获得了电磁感应。
电磁干扰之静电放电 静电放电(ESD)是指在电荷逐渐积累之后突然喷发的放电现象。
实验中如何避免电磁干扰对测量结果的影响随着科技的快速发展和社会的进步,电磁干扰已经成为了我们日常生活中不可避免的问题。
无线电、电视、手机、电脑等电子设备的普及使得电磁波成为了我们周围的“常客”。
然而,在科学研究和实验中,电磁干扰可能会带来严重的影响,尤其是对于测量结果的准确性。
因此,探索避免电磁干扰对测量结果的影响的方法和技巧,已经成为了当今科学研究的一个重要课题。
首先,我们来了解一下电磁干扰对测量结果的具体影响。
电磁干扰会对实验中的电子设备产生干扰信号,从而影响仪器的测量精度和准确性。
实验中经常使用的敏感传感器和仪器可能会因为电磁干扰而产生噪声,这就导致了测量结果的误差。
另外,电磁干扰还可能导致实验数据的异常,甚至可能导致仪器的崩溃。
因此,避免电磁干扰对测量结果的影响,可以说是实验研究中至关重要的一环。
那么,在实验中如何有效地避免电磁干扰呢?首先,我们应该充分了解电磁干扰的来源和特点。
电磁干扰的来源包括各种电子设备、电力线路、电磁波辐射源等等。
此外,电磁干扰的特点是其威力强大、传播速度快、无法见光等等。
了解这些特点可以帮助我们更好地掌握电磁干扰的规律,从而制定有效的避免策略。
其次,在实验设计和操作过程中,我们可以采取一系列科学的措施来避免电磁干扰对测量结果的影响。
首先,可以选择合适的实验场所,远离可能产生电磁干扰的设备和环境。
其次,我们应该合理安排实验仪器的布置,避免相互之间的电磁干扰。
例如,实验仪器之间应保持一定的距离,并采取良好的屏蔽措施。
再次,选择合适的信号处理方法和技术,防止电磁干扰对测量信号的影响。
我们可以选择合适的滤波器、隔离器等对信号进行处理,降低电磁干扰产生的噪声。
最后,实验操作人员要严格遵守实验操作规程,确保操作正确、稳定,并及时处理掉产生的电磁波噪声。
除了上述方法,我们还可以通过使用专门的电磁屏蔽设备来进一步减少电磁干扰。
电磁屏蔽设备具有良好的屏蔽效果,可以有效地减少外界的电磁干扰。
电磁干扰量测的仪器与配备
电磁干扰量测的仪器与配备
摘自赛宝论坛
对于「必须在预算之内能将产品及时推出上市」的观念,相信对绝大多数的厂商而言,已不是什么新鲜事。
但是除此之外,仍须有额外的一些新步骤的措施需要执行,方能达到上述的目的,EMC是其中相当重要的一项措施。
随着全球各地相关的EMC法规开始执行,几乎所有的电子产品在销售到市场上之前,都必须先行通过相关单位的EMC规范之后,方能放行。
因此愈来愈多的厂家会自行投资一些EMI precompliance的量测设备,主要是在将开发完成的产品送到EMI实验室作EMI full compliance测试之前,能够自行先进行pre-compliance测试,以便能趁早找出问题,来加速EMI compliance测试所须耗费的时间。
不管是precompliance或者是compliance测试,都会包括辐射性(radiated)干扰和传导性(conducted)干扰测试。
其中辐射性干扰测试是针对待测装置透过空气传送出去的干扰信号,量测频率范围,根据不同规范的定义,约从30MHz到1GHz;而传导性干扰测试则是负责透过AC主电源缆线,由待测装置所产生的干扰信号之测试,其测试频率范围是从9KHz到30MHz不等。
直到目前,全球绝大多数的规范都是首重EMI的问题,只有欧盟除了EMI之外,也强调EMS,也就是待测装置忍受外来干扰的能力。
在本文里面将不涵盖EMS测试设备的探讨。
Pre-compliance V.S. Full compliance
在前述我们有提及Precompliance和Compliance两种测试,到底这两者之间有何差别呢?首先Full compliance量测所需接收机(也就是涵盖测试设备、配备和场地环境)必须符合CISPR part 16文件的规范。
在CISPR part 16文件中规范了必须要拥有一个符合规范的open site测试场地,以及一根天线塔与一张旋转桌,以便能撷取到来自待测装置的最大干扰信号。
如此大费周章,只有一个目的,那就是要能获致最佳的精准度和重测度。
然而要符合这种规范必须花费相当昂贵的费用,因此不是一般厂家所能投资的。
至于pre-compliance量测,则只需要一部测试设备,即是EMC接收仪或者是频谱分析仪,一个LISN(电源阻抗稳定网络)、天线、闭场探棒(close field probe)和一些缆线即可,图1所示为一些典型的precompliance测试设备与配备。
至于precompliance量测所需要的场地就不若compliance所要求地那么严格,用于precompliance量测的场地,我们称之为open area测试场地(简称OATS,open area test site)。
Precompliance量测流程
Precompliance量测的流程相当直接且简单,但是在执行量测试之前,有些问题仍须先弄清楚:
a.产品要销往何处(例如美国、欧洲,抑或是日本...)?
b.产品的等级为何(例如是属于信息产品,或者是工业/科学/医学(ISM设备),抑或是电动车或通讯产品)?
c.产品的用途为何(例如是家用、商用,或是轻工业/重工业)?
当您弄清楚了上述问题的答案之后,您就可以决定出您的产品应该采用何种测试规范了,表1列举了几种常见且重要的规范供您参考。
举个例子来说,如果您所生产的产品是属于信息类产品的话,同时您将此产品销往美国境内,那么您就必须让此产品通过FCC part 15规范。
EMI测试设备与配备
EMI分析仪与配备是整个量测过程当中相当重要的部份,在此我们将对这些测试设备与配备作一个扼要的介绍:
EMI测试设备
目前绝大多数的EMI测试设备都是利用一部扫频式频谱分析仪来改装,这其中有两个部份是与传统频谱分析仪有所差异的,首先是中频滤波器的解析频宽,传统的频谱分析仪的中频滤波器系以1-3-10的刻度来改变其解析频宽,但是用于EMI量测的频谱分析仪就不是这样,EMI量测所对应的中频滤波器之解析频宽系是根据频带不同而定;其次是检波器,用于EMI量测的检波器种类有三种,分别是峰值(peak)、均值(Average)和Quasi-Peak三种检波器。
一开始EMI量测是采用峰值检波器,这种检波器的速度比Quasi-Peak和均值检波器都来得快。
传统EMC分析仪或频谱分析仪显示屏所显示的信号量测结果都是用峰值检波的方式。
峰值检波模式所测得的振幅位准都会等于或者高于Quasi-Peak或均值检波模式。
图2为峰值检波的工作原理。
一般EMC分析仪都会内建一个峰值检波器在中频电路区段,峰值检波器的充放电时间常数快到足以检测到中频信号的波封。
绝大多数的辐射与传导干扰量测是根据Quasi-Peak检波模式而定,Quasi-Peak检波器是根据待测信号的重复率(repetition rate)来加权侦测的结果,当待测信号的重复率增加的时候,由于Quasi-Peak检波器会没有足够的时间来充电较高位准的电压振幅。
由图3,我们可以观察到当待测信号的重复率较高;在同样的电压振幅情况下,由Quasi-Peak检波器会检出较高的直流电压位准。
对于待测信号是连续波的情况,Quasi-Peak与峰值检波器所检出来的结果是一样的。
由于Quasi-Peak检波器的读值只能等于或小于峰值检波器,您或许会问为何不全部采用Quasi-Peak检波器呢?因为如此一来不就比较容易EMI测试了吗?答案是Quasi-Peak检波器比较容易通过EMI测试,但是相对地,Quasi-Peak检波器比峰值检波器慢得多了。
Quasi-Peak检波器的充电速率较快于放电速率,所以对于那些有较高重复率的待测信号而言,Quasi-Peak检波器会检出较高的电压输出位准。
从另一个角度来看,较高振幅,较低重复率的待测信号与较低振幅,较高重复率的待测信号会获致相等的输出电压位准,基本上重复率和振幅的比率是完全线性的。
除了Quasi-Peak和峰值检波器之外,还有第三种检波器-均值检波器。
均值检波器主要是在某些传导干扰量测当中,搭配Quasi-Peak检波器一起来使用。
另外在超过1GHz以上的辐射干扰量测也是采用均值检波器,均值检波器的输出位准永远低于或者等于峰值检波器。
基本上,从外观来看,均值检波器很类似于峰值检波器,图4为均值检波器的工作原理,峰值检波的动作只有发生在当检波频宽较解析频宽为宽时,而均值检波则是激活于当被检波完毕的波封信号会经过一个频宽远低于解析频宽的滤波器,该滤波器会滤波处理那些较高频率的分量,例如像噪声。
EMI测试配备
在讨论过EMI测试设备之后,我们来看看EMI测试配备,在这里我们将介绍几个常见于EMI测试的配备。
LISN
LISN存在的目的有三个:
a.LISN会隔绝来自待测装置的主电源,提供给待测装置的主电源必须相当干净,任何主电源上的噪声会有可能耦合EMC分析仪,并且被判读成是由待测装置所产生的噪声。
b.LISN会隔绝由待测装置所产生,但是是被耦合到主电源的噪声,过多的噪声出现在主电源会造成其它共享同一个主电源的装置出现干扰的情况。
c.由待测装置所产生的信号(干扰噪声)会利用LISN内建的高通滤波器耦合到EMC分析仪,高通滤波器的带通频带从信号的角度来看是50欧姆。
图5为LISN的电路示意图,在图5里面,我们可以看到一个1μf电容与一个50μH电感组成了一个滤波器,负责从待测装置隔离出主电源,而50μH电源则是用来阻挡来自待测装置主电源所产生的高频噪声,让这
些高频噪声由0.1μf电容导引到EMC分析仪,对于来自待测装置,频率超过150KHz以上的噪声(信号),0.1μf电容所导引的路径之特性阻抗会变成是50欧姆。
LISN,依结构分类有参种不同型式的LISN,分别是V-LISN(火线对地线),△-LISN(火线对火线)和T-LISN(中点火线对火线)。
其中最常见的LISN是V-LISN,它会量测介于火线到地端之间的非对称电压,这可以应用到火线对中线,以及Y架构的三相电路里面的每个火线对地端的量测;至于△-LISN则是量测火线对火线或非对称辐射电压;而T-LISN,最常应用在网管通讯的设备。
瞬时限制器(transient Limiter)
限制器的目的旨在保护EMC分析仪,以免在与LISN连接时,遭到大电压的破坏,这尤其是在当LISN所连接的待测装置是采行开关式电源供应器。
以HP的瞬时限制器为例,它内含一个限制器,一个高通滤波器和一个衰减器,它能耐10kw约10μsec,其频率范围从9KHz到200KHz,其中的高通滤波器可以用来减少耦合到EMC分析仪的电源频率能量。
天线
目前有三种不同型式的天线,供作商用辐射干扰量测,分别是Biconical天线,其操作频率从30MHz到300MHz;Log Periodic天线,其操作频率从200MHz到1GHz;第三种为Broadband天线,其操作频率从30MHz到1GHz。
图6为三种天线的外观图。
在讨论到天线,就必须提及天线因子(antenna factor) ,天线因子会因不同支的天线而不同,天线因子是定义为电场强度与电压的转换比例,即AF=Ein/Vout。
结论
随着EMI规范愈来愈多样化,EMI的量测技术也正逐步在全球各地生根茁壮,为了免去EMI会成为您的产品之「非关税贸易障碍」,多多了解EMI的相关知识与技术是相当有必要的。