一種是以正弦信號輸入待測設備,然後分析設備響應信號的頻率成分,可以得到諧波失真。另一種更簡單的測量方法是首先利用帶阻濾波器濾除響應信號中的基頻成分,然後直接測量剩餘信號的電壓,將其與原響應信號作比較,就可以得到諧波失真。
㈡ 應用Matlab對含雜訊的語音信號進行頻譜分析及濾波
實時頻譜儀的應用:
1、 在雜訊頻譜分析中通常使用的是模擬濾波器,這種濾波器使用時都要一個濾波器接一個濾波器依次進行頻譜測量分析。由於濾波器以及檢波電路都有一定時間常數,通常需要幾秒鍾才能達到穩定。因此,如果使用1/1倍頻程濾波器完成整個頻譜分析需要1 分鍾左右時間,如使用1/3 倍頻程濾波器則需要3 分鍾左右時間。對於穩定雜訊(如機器雜訊)而且測量時間比較寬裕的場合,這完全不是問題, 但是對於不穩定雜訊,如:環境雜訊、交通雜訊以及其它隨機變化的設備聲源及時間很短的脈沖雜訊等測量得到的頻譜分析結果毫無意義。因為在進行下一個濾波器分析時的雜訊與上一個濾波器分析時的雜訊完全不一樣,這種情況唯有選擇實時頻譜分析儀器分析才有意義。
2、 實時,它的簡單涵義就是「即時」,也就是「立即」的意思。
3、實時頻譜分析儀器採用數字信號處理辦法,將模擬信號變換成數字信號,邊
測量邊進行頻譜分析,速度非常快,立即就完成OCT 1/1 倍或1/3 倍頻程以至更細的1/n倍頻程譜分析,甚至可以進行FFT 分析,並可以擴展為其它許多測量與分析功能。正因為它有這么多的優點,因此得到了廣泛應用。
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㈢ 如何使用頻譜分析儀
頻譜儀的參數設置背後有其依據,想學習如何使用頻譜儀,得從頻譜儀構造原理了解。簡單介紹一下我們技術團隊總結的檢波器選擇:
設置當前測量的檢波方式,同時將檢波方式應用於當前跡線。可選的檢波器類型包括:正峰值、負峰值、標准、抽樣、有效值平均或電壓平均。
1. 正峰值
對於跡線上的每一個點,正峰值檢波顯示對應時間間隔內的采樣數據中的最大值。
2. 負峰值
對於跡線上的每一個點,負峰值檢波顯示對應時間間隔內的采樣數據中的最小值。
3. 標准檢波
標准檢波(也稱正態檢波或rosenfell檢波)依次選取采樣數據段中的最大值和最小值顯示,即對於跡線上每一個奇數號點,顯示采樣數據的最小值,對於跡線上每一個偶數號點,顯示采樣數據的最大值。使用標准檢波可直觀地觀察信號的幅度變化范圍。
4. 抽樣檢波
對於跡線上的每一個點,抽樣檢波顯示對應時間間隔中心時間點對應的瞬態電平。抽樣檢波適用於雜訊或類似雜訊信號。
5. 有效值平均
對於每一個數據點,檢波器對相應時間間隔內的采樣數據做均方根計算(見公式(2-8)),顯示計算結果。有效值平均檢波可以抑制雜訊,觀察弱信號。
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㈣ multisim中的頻譜分析儀如何使用
對於初學者來說,可以先看一下模擬頻譜分析儀的。主要學下幾個按鍵:掃寬、參考電平、頻率中心。你也可以到我網站上再找找其他相關的使用說明。 頻譜分析儀的使用方法 頻譜分析儀的使用方法(第一頁) 13MHz信號。一般情況下,可以用示波器判斷13MHz電路信號的存在與否,以及信號的幅度是否正常,然而,卻無法利用示波器確定13MHz電路信號的頻率是否正常,用頻率計可以確定13MHz電路信號的有無,以及信號的頻率是否准確,但卻無法用頻率計判斷信號的幅度是否正常。然而,使用頻譜分析儀可迎刃而解,因為頻譜分析儀既可檢查信號的有無,又可判斷信號的頻率是否准確,還可以判斷信號的幅度是否正常。同時它還可以判斷信號,特別是VCO信號是否純凈。可見頻譜分析儀在手機維修過程中是十分重要的。 另外,數字手機的接收機、發射機電路在待機狀態下是間隙工作的,所以在待機狀態下,頻率計很難測到射頻電路中的信號,對於這一點,應用頻譜分析儀不難做到。 一、使用前須知 在使用頻譜分析儀之前,有必要了解一下分貝(dB)和分貝毫瓦(dBm)的基本概念,下面作一簡要介紹。 1.分貝(dB) 分貝是增益的一種電量單位,常用來表示放大器的放大能力、衰減量等,表示的是一個相對量,分貝對功率、電壓、電流的定義如下: 分貝數:101g(dB) 分貝數=201g(dB) 分貝數=201g(dB) 例如:A功率比B功率大一倍,那麼,101gA/B=10182』3dB,也就是說,A功率比B功率大3dB, 2.分貝毫瓦(dBm) 分貝毫瓦(dBm)是一個表示功率絕對值的單位,計算公式為: 分貝毫瓦=101g(dBm) 例如,如果發射功率為lmw,則按dBm進行折算後應為:101glmw/1mw=0dBm。如果發射功率為40mw,則10g40w/1mw--46dBm。
㈤ 怎樣使用頻譜分析儀、前置放大器和信號發生器測量雜訊系數
只用頻譜分析儀和前置放大器,就能作許多雜訊系數測量。只需用頻譜分析儀、前置放大器和信號發生器,就能覆蓋被測器件的頻率。這種方法的精度低於需要經校準雜訊源的Y 因素技術,與所關注頻率的分析儀幅度精度相當。具體測量步驟為:1. 把信號發生器和頻譜分析儀設置為所測雜訊系數的頻率,測量器件的增益。把該值標為Gain(D)。2. 同樣方法測量前置放大器增益。把該值標為Gain(P)。3. 斷開頻譜分析儀的任何輸入,把輸入衰減器設置為0dB。前置放大器輸入沒有任何連接。把它的輸出接到頻譜分析儀輸入。在作這一連接時,您會看到分析儀顯示的平均雜訊級的增加。4. 把被測器件的輸入接至其特性阻抗,把輸出接到前置放大器輸入。此時分析儀顯示的雜訊級應增加。5. 把頻譜分析儀視頻帶寬(VBW)設置為解析度帶寬的1%或更低。按標記功能(MKR FCTN)鍵,然後按Noise Marker On 軟鍵。把標記放置在所要測雜訊系數的頻率上。讀以dBm/Hz 為單位的標記雜訊功率密度讀數,把它標為Noise(O)。6. 然後計算被測器件的雜訊系數NFig:NFig = Noise(O) - Gain(D) - Gain(P) + 174 dBm/Hz
㈥ 請教各位大俠,multisim頻譜儀如何使用
對於初學者來說,可以先看一下模擬頻譜分析儀的。主要學下幾個按鍵:掃寬、參考電平、頻率中心。你也可以到我網站上再找找其他相關的使用說明。
頻譜分析儀的使用方法
頻譜分析儀的使用方法(第一頁)
13MHz信號。一般情況下,可以用示波器判斷13MHz電路信號的存在與否,以及信號的幅度是否正常,然而,卻無法利用示波器確定13MHz電路信號的頻率是否正常,用頻率計可以確定13MHz電路信號的有無,以及信號的頻率是否准確,但卻無法用頻率計判斷信號的幅度是否正常。然而,使用頻譜分析儀可迎刃而解,因為頻譜分析儀既可檢查信號的有無,又可判斷信號的頻率是否准確,還可以判斷信號的幅度是否正常。同時它還可以判斷信號,特別是VCO信號是否純凈。可見頻譜分析儀在手機維修過程中是十分重要的。
另外,數字手機的接收機、發射機電路在待機狀態下是間隙工作的,所以在待機狀態下,頻率計很難測到射頻電路中的信號,對於這一點,應用頻譜分析儀不難做到。
一、使用前須知
在使用頻譜分析儀之前,有必要了解一下分貝(dB)和分貝毫瓦(dBm)的基本概念,下面作一簡要介紹。
1.分貝(dB)
分貝是增益的一種電量單位,常用來表示放大器的放大能力、衰減量等,表示的是一個相對量,分貝對功率、電壓、電流的定義如下:
分貝數:101g(dB)
分貝數=201g(dB)
分貝數=201g(dB)
例如:A功率比B功率大一倍,那麼,101gA/B=10182』3dB,也就是說,A功率比B功率大3dB,
2.分貝毫瓦(dBm)
分貝毫瓦(dBm)是一個表示功率絕對值的單位,計算公式為:
分貝毫瓦=101g(dBm)
例如,如果發射功率為lmw,則按dBm進行折算後應為:101glmw/1mw=0dBm。如果發射功率為40mw,則10g40w/1mw--46dBm。
㈦ 頻譜分析儀測量諧波時,都出現了哪些頻譜分量
無線電工程應用不僅要對射頻信號的諧波進行測量,有時還要確定音頻信號的總諧波失真(THD)。射頻信號可能是已調信號或連續波信號。這些信號可以由有漂移的壓控振盪器(VCO)或穩定的鎖相振盪器或合成器產生。現代頻譜分析儀能利用本文中所述方法來進行這些測量。本文還將討論如何斷定在分析設備或被測器件(DUT)中是否產生諧波、對不同類型信號的最佳測量方法以及對數平均、電壓單位和均方根值(ms)計算的利用。
我們這里所處理的所有信號均假定為周期信號,亦即它們的電壓隨時間的變化特性是重復的。傅里葉變換分析可以將任何重復信號表示為若干正弦波之和。按一定目的產生的頻率最低的正弦波稱為基頻信號。其它正弦波則稱為諧波信號。可以利用頻譜分析儀來測量基頻信號及其諧波信號的幅度。
諧波常常是人們不希望存在的。在無線電發射機中,它們可能幹擾射頻頻譜的其它用戶。例如,在外差接收機的本振(LO)中,諧波可能產生寄生信號。因此,通常應對它們進行監控並將其減小到最低限度。
利用頻譜分析儀對信號進行測量時,分析儀的電路也會引入其自身的某種失真。為了進行精確測量,用戶需要了解所測得的失真究竟是所考察的信號的一部分還是由於引人分析儀所引起的。
分析儀所產生的失真起因於某些微弱非線性特性(因為它沒有理想線性特性)。因此,可以用表明輸出電壓(O)與輸入電壓(I)之間的關系的泰勒(Taylor)級數來表示頻譜分析儀的信號處理特性:
V0=K1Vi+K2Vi2+K3V3i…………(1)
式中
V0=輸出電壓
Vi=輸入電壓
K1、K2和K3均為常數
利用上面的關系式,可以直接證明:輸入電壓加倍將引起Vi2項增加4倍(6dB),因而引起對正弦波的二次諧波響應增加4倍。類似類推,三階諧波失真隨輸入電平按三次方規律增加。有兩種方法即依靠技術指標或實驗能斷定分析儀是否對測出的失真有影響。
為了依據分析儀的諧波失真技術指標來判斷其影響,利用對失真量級的了解,將相對於分析儀輸入混頻器上的特定信號以伽給出的那些技術指標變換成針對選擇的輸入電平給出的dBC。圖1示出這個過程的圖解實例。從圖中可以看出,對頻譜分析儀只規定了二階失真和三階失真。而更高階次的失真通常可忽略不計。
與技術指標有關的數據點1:1和2:1鈄率進行予測
請注意,所關注的參數即三階諧波失真不同於已規定的參數三階互調失真(IMD3)。
在未被預選的頻段內,三階諧波失真應比微弱非線性的互調(IM)分量低9.5dB。這個關系可以由將對Vi的Acos(xt)+Bcos(yt)代人上面提到的(4)式,並將IM項如cos[(x-2y)t]與諧波項如cos(3xt)相比較來導出。若前端增益在基頻與三次諧波信號之間變化,則將使IM與所觀察的分析儀產生的諧波電平之間的關系有相同數量的變化。若三次諧波處在預選的頻段內,則它將比規定的IM分量低得多,因為預選濾波器使基頻信號不受前端非線性的影響。
從實驗上判斷分析儀是否會引人失真更加容易。僅僅增大輸入衰減,觀察失真電平是否發生變化即可。如發生了變化,則分析儀對測得的失真有影響。
盡管分析儀對測得的諧波的影響可以僅靠增大輸入衰減來降低,但這會降低信噪比(SNR),從而限制了分析儀測量低諧波電平的能力。不過,對接近本底雜訊的信號的測量可以通過對數平均方法來改善。
頻譜分析儀可以通過對測量結果取平均來降低測量結果的變化。取平均的一種形式是對分析儀屏幕的若干條數據跡線進行平均。另一種形式是視頻濾波。在完成取平均操作時,重要的是應知道取平均所在的幅度刻度。當視頻濾波或跡線平均是對在對數刻度上顯示的信號完成時,其結果是信號對數的平均。另一種方法是,取平均可以在線性(電壓)刻度上完成。某些分析儀能在功率(有效值電壓)刻度上取平均。基於快速傅里葉變換(FFT)的分析儀通常只能在功率刻度上取平均。
眾所周知,對於上述三種刻度,測得的純雜訊電平是不相同的。其中,對數刻度的雜訊被低估了2.51dB。無疑,對數刻度最適於測量低諧波電平,因為它能給出受本底雜訊影響最小的信號電平。因此,應當使用對數刻度來測量諧波電平,並根據需要減小視頻帶寬或增加取平均數。
現實中並不存在上面所討論的理想重復信號。與理想情況的兩大偏離是漂移和調制。來自未鎖定壓控振盪器(VCO)的漂移信號可能造成測量困難。漂移可能是如此之大,以致為了測量某個諧波而必須對可能的整個頻率范圍掃描,並利用峰值檢波器來測量諧波電平。對於頻率的這種高變化性,取平均可能引起誤差而不宜採用。此外,峰值檢波特別適於檢測雜訊,所以,當用這種掃描——峰值檢波方法進行測量時,分析儀的測量范圍會受到損害。盡管如此,這類解決方案仍十分有用而被用於某些頻譜分析儀中,如安捷倫科技公司的8560E系列,該系列頻譜分析儀配備有該公司的85672A寄生響應測量應用程序。
已調信號也是一個測量難題。當信號被調制時,其譜寬增加。因此,必須使用足夠寬的分辨帶寬來對信號中的所有能量起響應。使用寬的帶寬將增大本底雜訊,從而減小可利用的動態范圍。採用頻率調制(FM)、脈沖調制(PM)和普通數字調制格式的信號譜寬與諧波數成正比增大,因此,建議針對諧波數來增大分辨帶寬。
已調信號幾乎總是鎖相信號。因此,一種可能的解決方案是利用頻率計數器仔細測量基頻頻率。然後,利用頻譜分析儀的零頻率間隔分析功能在預計的諧波上尋找所有諧波信號。零頻率間隔分析(分析儀不進行掃描的工作方式)是最佳分析方式,因為它對所有掃描數據而不僅是峰值幅度進行平均。安捷倫科技公司的ESA系列頻譜分析儀(圖2)採用了零頻率間隔的計數和平均解決方案,並具有按比例變化的分辨帶寬。盡管這種解決方案不及掃描峰值檢波解決方案完善,但它能很快取得離散很小的結果,且適於用調制源進行工作。
(dBc)和計算出的總諧波失真(THD)結果的數據表
所有諧波的幅度之和是音頻產品中常用的一個品質因數。它也稱為總諧波失真(THD)。總諧波失真是以功率相加而不是以電壓相加為依據的。THD的定義為:
THD=100%×(nmaxn=2×E2n)0.5/Ef(2)
式中:
En=n次諧波電壓
Ef=基頻電壓
nmax=被考察的最高諧波次數(在許多情況下,nmax限定到10。在另一些情況下,nmax是不超過20kHz的最高次諧波,即音頻范圍的上限)
上面討論了可能進行平均的三種刻度即電壓、對數或功率。應當注意THD測量結果與這幾種刻度之間的關系。數據最好是按對數刻度進行採集和平均。THD的計算是按平方和的平方根(RSS)進行計算的,它與RMS或功率計算相關。但是,結果是由電壓算出的,而百分比指的則是電壓百分比。
總之,射頻和音頻諧波以及THD可以利用所述方法由頻譜分析儀進行測量。在某些頻諧分析儀中,為了加快測量速度,這些測量的實施已實現了自動化。
㈧ 關於電子測試
1.頻譜分析儀的使用
1.1 頻譜分析儀的原理
頻譜分析儀是一台在一定頻率范圍內掃描接收的接收機,它的原理圖如圖1所示。
圖1 頻譜分析儀的原理框圖
頻譜分析儀採用頻率掃描超外差的工作方式。混頻器將天線上接收到的信號與本振產生的信號混頻,當混頻的頻率等於中頻時,這個信號可以通過中頻放大器,被放大後,進行峰值檢波。檢波後的信號被視頻放大器進行放大,然後顯示出來。由於本振電路的振盪頻率隨著時間變化,因此頻譜分析儀在不同的時間接收的頻率是不同的。當本振振盪器的頻率隨著時間進行掃描時,屏幕上就顯示出了被測信號在不同頻率上的幅度,將不同頻率上信號的幅度記錄下來,就得到了被測信號的頻譜。
根據這個頻譜,就能夠知道被測設備是否有超過標准規定的干擾發射,或產生干擾的信號頻率是多少。
1.2 頻譜分析儀的使用方法
要獲得正確的測量結果,必須正確地操作頻譜分析儀。本節簡單介紹頻譜分析儀的使用方法。正確使用頻譜分析儀的關鍵是正確設置頻譜分析儀的各個參數。下面解釋頻譜分析儀中主要參數的意義和設置方法。
頻率掃描范圍:
規定了頻譜分析儀掃描頻率的上限和下限。通過調整掃描頻率范圍,可以對感興趣的頻率進行細致的觀察。掃描頻率范圍越寬,則掃描一遍所需要時間越長,頻譜上各點的測量精度越低,因此,在可能的情況下,盡量使用較小的頻率范圍。在設置這個參數時,可以通過設置掃描開始頻率和終止頻率來確定,例如:start frequency = 1MHz, stop frequency = 11MHz。也可以通過設置掃描中心頻率和頻率范圍來確定,例如:center frequency = 6MHz, span = 10MHz。這兩種設置的結果是一樣的。
中頻分辨帶寬:
規定了頻譜分析儀的中頻帶寬,這項指標決定了儀器的選擇性和掃描時間。調整分辨帶寬可以達到兩個目的,一個是提高儀器的選擇性,以便對頻率相距很近的兩個信號進行區別。另一個目的是提高儀器的靈敏度。因為任何電路都有熱雜訊,這些雜訊會將微弱信號淹沒,而使儀器無法觀察微弱信號。雜訊的幅度與儀器的通頻帶寬成正比,帶寬越寬,則雜訊越大。因此減小儀器的分辨帶寬可以減小儀器本身的雜訊,從而增強對微弱信號的檢測能力。
分辨帶寬一般以3dB帶寬來表示。當分辨帶寬變化時,屏幕上顯示的信號幅度可能會發變化。若測量信號的帶寬大於通頻帶帶寬,則當帶寬增加時,由於通過中頻放大器的信號總能量增加,顯示幅度會有所增加。若測量信號的帶寬小於通頻帶寬,如對於單根譜線的信號,則不管分辨帶寬怎樣變化,顯示信號的幅度都不會發生變化。 信號帶寬超過中頻帶寬的信號稱為寬頻信號,信號帶寬小於中頻帶寬的信號稱為窄帶信號。根據信號是寬頻信號還是窄帶信號能夠有效地定位干擾源。
掃描時間:
儀器接收的信號從掃描頻率范圍的最低端掃描到最高端所使用的時間叫做掃描時間。掃描時間與掃描頻率范圍是相匹配的。如果掃描時間過短,測量到的信號幅度比實際的信號幅度要小。
視頻帶寬:
視頻帶寬的作用與中頻帶寬相同,可以減小儀器本身的帶內雜訊,從而提高儀器對微弱信號的檢測能力。
2.用頻譜分析儀分析干擾的來源
2.1 根據干擾信號的頻率確定干擾源
在解決電磁干擾問題時,最重要的一個問題是判斷干擾的來源,只有準確將干擾源定位後,才能夠提出解決干擾的措施。根據信號的頻率來確定干擾源是最簡單的方法,因為在信號的所有特徵中,頻率特徵是最穩定的,並且電路設計人員往往對電路中各個部位的信號頻率都十分清楚。因此,只要知道了干擾信號的頻率,就能夠推測出干擾是哪個部位產生的。
對於電磁干擾信號,由於其幅度往往遠小於正常工作信號,因此用示波器很難測量到干擾信號的頻率。特別是當較小的干擾信號疊加在較大的工作信號上時,示波器無法與干擾信號同步,因此不可能得到准確的干擾信號頻率。
而用頻譜分析儀做這種測量是十分簡單的。由於頻譜分析儀的中頻帶寬較窄,因此能夠將與干擾信號頻率不同的信號濾除掉,精確地測量出干擾信號頻率,從而判斷產生干擾信號的電路。
2.2 根據干擾信號的帶寬確定干擾源
判斷干擾信號的帶寬也是判斷干擾源的有效方法。例如,在一個寬頻源的發射中可能存在一個單個高強度信號,如果能夠判斷這個高強度信號是窄帶信號,則它不可能是從寬頻發射源產生的。干擾源可能是電源中的振盪器,或工作不穩定的電路,或諧振電路。當在儀器的通頻帶中只有一根譜線時,就可以斷定這個信號是窄帶信號。
根據傅立葉變換,單根的譜線所對應的信號是周期信號。因此,當遇到單根譜線時,就要將注意力集中到電路中的周期信號電路上。
3.用近場測試方法確定輻射源
除了上述的根據信號特徵判斷干擾源的方法以外,在近場區查找輻射源可以直接發現干擾源。在近場區查找輻射源的工具有近場探頭和電流卡鉗。檢查電纜上的發射源要使用電流卡鉗,檢查機箱縫隙的泄漏要使用近場探頭。
3.1 電流卡鉗與近場探頭
電流探頭是利用變壓器原理製造的能夠檢測導線上電流的感測器。當電流探頭卡在被測導線上時,導線相當於變壓器的初級,探頭中的線圈相當於變壓器的次級。導線上的信號電流在電流探頭的線圈上感應出電流,在儀器的輸入端產生電壓。於是頻譜分析儀的屏幕上就可以看到干擾信號的頻譜。儀器上讀到的電壓值與導線中的電流值通過傳輸阻抗換算。傳輸阻抗定義為:儀器50? 輸入阻抗上感應的電壓與導線中的電流之比。對於一個具體的探頭,可以從廠家提供的探頭說明書中查到它的轉移阻抗ZT。因此,導線中的電流等於:
I = V / ZT
如果公式中的所有物理量都用dB表示,則直接相減。
對於機箱的泄漏,要用近場探頭進行探測。近場探頭可以看成是很小的環形天線。由於它很小,因此靈敏度很低,僅能對近場的輻射源進行探測。這樣有利於對輻射源進行精確定位。由於近場探頭的靈敏度較低,因此在使用時要與前置放大器配套使用。
3.2 用電流卡鉗檢測共模電流
設備產生輻射的主要原因之一是電纜上有共模電流。因此當設備或系統有超標發射時,首先應該懷疑的就是設備上外拖的各種電纜。這些電纜包括電源線電纜和設備之間的互連電纜。
將電流探頭卡在電纜上,這時由於探頭同時卡住了信號線和迴流線,因此差模電流不會感應出電壓,儀器上讀出的電壓僅代表共模電流。
測量共模電流時,最好在屏蔽室中進行。如果不在屏蔽室中,周圍環境中的電磁場會在電纜上感應出電流,造成誤判斷。因此應首先將設備的電源斷開,在設備沒有加電的狀態下測量電纜上的背景電流,並記錄下來,以便與設備加電後測量的結果進行比較,排除背景的影響。
如果在用天線進行測量時將頻譜分析儀的掃描頻率局限感興趣的頻率周圍很小的范圍內,則可以排除環境中的干擾。
3.3 用近場探頭檢測機箱的泄漏
如果設備上外拖電纜上沒有較強的共模電流,就要檢查設備機箱上是否有電磁泄漏。檢查機箱泄漏的工具是近場探頭。將近場探頭靠近機箱上的接縫和開口處,觀察頻譜分析儀上是否有感興趣的信號出現。一般由於探頭的靈敏度較低,即使用了放大器,很弱的信號在探頭中感應的電壓也很低,因此在測量時要將頻譜分析儀的靈敏度調得盡量高。根據前面的討論,減小頻譜分析儀的分辨帶寬能夠提高儀器的靈敏度。但是要注意的是,當分辨帶寬很窄時,掃描時間會變得很長。為了縮短掃描時間,提高檢測效率,應該使頻譜分析儀的掃描頻率范圍盡量小。因此一般在用近場探頭檢測機箱泄漏時,都是首先用天線測出泄漏信號的精確頻率,然後使儀器用盡量小的掃描頻率范圍覆蓋住這個干擾頻率。這樣做的另一個好處是不會將背景干擾誤判為泄漏信號。
對於機箱而言,靠近濾波器安裝位置的縫隙是最容易產生電磁泄漏的。因為濾波器將信號線上的干擾信號旁路到機箱上,在機箱上形成較強的干擾電流,這些電流流過縫隙時,就會在縫隙處產生電磁泄漏。
4.容易犯的錯誤
當設備不能滿足有關的電磁兼容標准時,就要對設備產生超標發射的原因進行調查,然後進行排除。在這個過程中,經常發現許多人經過長時間的努力,仍然沒有排除故障。造成這種情況的原因是診斷工作陷入了「死循環」。這種情況可以用下面的例子說明。
假設一個系統在測試時出現了超標發射,使系統不能滿足電磁兼容標准中對電磁輻射的限制。經過初步調查,原因可能有4個,它們分別是:
主機與鍵盤之間的互連電纜(電纜1)上的共模電流產生的輻射
主機與列印機之間的互連電纜(電纜2)上的共模電流產生的輻射
機箱面板與機箱基體之間的縫隙(開口1)產生的泄漏
某顯示窗口(開口2)產生泄漏
在診斷時,首先在電纜1上套一個鐵氧體磁環,以減小共模輻射,結果發現頻譜儀屏幕上顯示的信號並沒有明顯減小。於是試驗人員認為電纜1不是一個主要的泄漏源,將鐵氧體磁環取下,套在電纜2上,結果發現頻譜儀屏幕上顯示的信號還沒有明顯減小。結果試驗人員得出結論,電纜不是泄漏源。
於是再對機箱上的泄漏進行檢查。用屏蔽膠帶將開口1堵上,發現頻譜儀屏幕上顯示的信號沒有明顯減小。試驗人員認為開口1不是主要泄漏源,將屏蔽膠帶取下,堵到開口2上。結果頻譜儀上的顯示信號還沒有減小。試驗人員一籌莫展。之所以會發生這個問題,是因為試驗人員忽視了頻譜分析儀上顯示的信號幅度是以dB為單位顯示的。下面我們看一下為什麼會有這種現象。
假設這4個泄漏源所佔的成分各佔1/4,並且在每個輻射源上採取的措施能夠將這個輻射源完全抑制掉。則我們採取以上4個措施中的一個時,頻譜儀上顯示信號降低的幅度ΔA為:
ΔA = 20 lg ( 4 / 3 ) = 2.5 dB
幅度減小這么少,顯然是微不足道的。但這卻已經將泄漏減少了25%。
正確的方法是,當對一個可能的泄漏源採取了抑制措施後,即使沒有明顯的改善,也不要將這個措施去掉,繼續對可能的泄漏源採取措施。當採取到某個措施時,如果幹擾幅度降低很多,並不一定說明這個泄漏源是主要的,而僅說明這個干擾源是最後一個。按照這個步驟對4個泄漏源逐個處理的結果如圖1所示。
在前面的敘述中,我們假定對某個泄漏源採取措施後,這個泄漏源被100%消除掉,如果這樣,當最後一個泄漏源去掉後,電磁干擾的減小應為無限大。實際這是不可能的。我們在採取任何一個措施時,都不可能將干擾源100%消除。泄漏源去掉的程度可以是99% ,或99.9% ,甚至99.99以上,而決不可能是100% !所以當最後一個泄漏源去掉後,盡管改善很大,但仍是有限值。
當設備完全符合有關的規定後,如果為了降低產品成本,減少不必要的器件,可以將採取的措施逐個去掉。首先應該考慮去掉的是成本較高器件/材料,或在正式產品上難於實現的措施。如果去掉後,產品的電磁發射並沒有超標,就可以去掉這個措施。通過試驗,使產品成本降到最低。
圖 2 抑制4個泄漏源時干擾幅度的變化
5.產品電磁兼容測試診斷步驟
圖3給出了一個設備或系統的電磁干擾發射與故障分析步驟,按照這個步驟進行可以提高測試診斷的效率。
圖3 電磁兼容測試診斷步驟
關於圖3的說明如下:
電磁兼容測試一般首先測量干擾發射,因為干擾發射的試驗費用一般比敏感度試驗費用低。另外當設備的干擾發射能夠滿足要求時,往往敏感度也不會有大的問題。因為幾乎所有的解決干擾發射的措施同樣對改善敏感度有效。
測量干擾發射時要先測量傳導發射,不僅要在標准規定的頻率范圍內測量,還要對更高的頻率進行摸底測量。當電源線上有較強的干擾電流時,要先解決這個問題。因為這些傳導干擾電流會藉助導線的天線作用產生輻射,導致輻射發射不合格。
當傳導發射完全合格後,再進行輻射發射測試。對於輻射發射不合格的頻率,要記錄下精確頻率,便於在用近場探頭查找問題時,將頻譜分析儀的掃描范圍設置在干擾頻率附近。