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频谱分析仪的使用方法的实验报告

发布时间:2022-09-05 14:04:45

㈠ 频谱分析仪谐波失真的测量方法哪些

一种是以正弦信号输入待测设备,然后分析设备响应信号的频率成分,可以得到谐波失真。另一种更简单的测量方法是首先利用带阻滤波器滤除响应信号中的基频成分,然后直接测量剩余信号的电压,将其与原响应信号作比较,就可以得到谐波失真。

㈡ 应用Matlab对含噪声的语音信号进行频谱分析及滤波

实时频谱仪的应用:
1、 在噪声频谱分析中通常使用的是模拟滤波器,这种滤波器使用时都要一个滤波器接一个滤波器依次进行频谱测量分析。由于滤波器以及检波电路都有一定时间常数,通常需要几秒钟才能达到稳定。因此,如果使用1/1倍频程滤波器完成整个频谱分析需要1 分钟左右时间,如使用1/3 倍频程滤波器则需要3 分钟左右时间。对于稳定噪声(如机器噪声)而且测量时间比较宽裕的场合,这完全不是问题, 但是对于不稳定噪声,如:环境噪声、交通噪声以及其它随机变化的设备声源及时间很短的脉冲噪声等测量得到的频谱分析结果毫无意义。因为在进行下一个滤波器分析时的噪声与上一个滤波器分析时的噪声完全不一样,这种情况唯有选择实时频谱分析仪器分析才有意义。
2、 实时,它的简单涵义就是“即时”,也就是“立即”的意思。
3、实时频谱分析仪器采用数字信号处理办法,将模拟信号变换成数字信号,边
测量边进行频谱分析,速度非常快,立即就完成OCT 1/1 倍或1/3 倍频程以至更细的1/n倍频程谱分析,甚至可以进行FFT 分析,并可以扩展为其它许多测量与分析功能。正因为它有这么多的优点,因此得到了广泛应用。
嘉兴市蝶图腾电子设备有限公司
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如何使用频谱分析仪

频谱仪的参数设置背后有其依据,想学习如何使用频谱仪,得从频谱仪构造原理了解。简单介绍一下我们技术团队总结的检波器选择:

设置当前测量的检波方式,同时将检波方式应用于当前迹线。可选的检波器类型包括:正峰值、负峰值、标准、抽样、有效值平均或电压平均。

1. 正峰值

对于迹线上的每一个点,正峰值检波显示对应时间间隔内的采样数据中的最大值。

2. 负峰值

对于迹线上的每一个点,负峰值检波显示对应时间间隔内的采样数据中的最小值。

3. 标准检波

标准检波(也称正态检波或rosenfell检波)依次选取采样数据段中的最大值和最小值显示,即对于迹线上每一个奇数号点,显示采样数据的最小值,对于迹线上每一个偶数号点,显示采样数据的最大值。使用标准检波可直观地观察信号的幅度变化范围。

4. 抽样检波

对于迹线上的每一个点,抽样检波显示对应时间间隔中心时间点对应的瞬态电平。抽样检波适用于噪声或类似噪声信号。

5. 有效值平均

对于每一个数据点,检波器对相应时间间隔内的采样数据做均方根计算(见公式(2-8)),显示计算结果。有效值平均检波可以抑制噪声,观察弱信号。

欲知更多,请找我们的公,众-号。学习:安泰测试

㈣ multisim中的频谱分析仪如何使用

对于初学者来说,可以先看一下模拟频谱分析仪的。主要学下几个按键:扫宽、参考电平、频率中心。你也可以到我网站上再找找其他相关的使用说明。 频谱分析仪的使用方法 频谱分析仪的使用方法(第一页) 13MHz信号。一般情况下,可以用示波器判断13MHz电路信号的存在与否,以及信号的幅度是否正常,然而,却无法利用示波器确定13MHz电路信号的频率是否正常,用频率计可以确定13MHz电路信号的有无,以及信号的频率是否准确,但却无法用频率计判断信号的幅度是否正常。然而,使用频谱分析仪可迎刃而解,因为频谱分析仪既可检查信号的有无,又可判断信号的频率是否准确,还可以判断信号的幅度是否正常。同时它还可以判断信号,特别是VCO信号是否纯净。可见频谱分析仪在手机维修过程中是十分重要的。 另外,数字手机的接收机、发射机电路在待机状态下是间隙工作的,所以在待机状态下,频率计很难测到射频电路中的信号,对于这一点,应用频谱分析仪不难做到。 一、使用前须知 在使用频谱分析仪之前,有必要了解一下分贝(dB)和分贝毫瓦(dBm)的基本概念,下面作一简要介绍。 1.分贝(dB) 分贝是增益的一种电量单位,常用来表示放大器的放大能力、衰减量等,表示的是一个相对量,分贝对功率、电压、电流的定义如下: 分贝数:101g(dB) 分贝数=201g(dB) 分贝数=201g(dB) 例如:A功率比B功率大一倍,那么,101gA/B=10182’3dB,也就是说,A功率比B功率大3dB, 2.分贝毫瓦(dBm) 分贝毫瓦(dBm)是一个表示功率绝对值的单位,计算公式为: 分贝毫瓦=101g(dBm) 例如,如果发射功率为lmw,则按dBm进行折算后应为:101glmw/1mw=0dBm。如果发射功率为40mw,则10g40w/1mw--46dBm。

㈤ 怎样使用频谱分析仪、前置放大器和信号发生器测量噪声系数

只用频谱分析仪和前置放大器,就能作许多噪声系数测量。只需用频谱分析仪、前置放大器和信号发生器,就能覆盖被测器件的频率。这种方法的精度低于需要经校准噪声源的Y 因素技术,与所关注频率的分析仪幅度精度相当。具体测量步骤为:1. 把信号发生器和频谱分析仪设置为所测噪声系数的频率,测量器件的增益。把该值标为Gain(D)。2. 同样方法测量前置放大器增益。把该值标为Gain(P)。3. 断开频谱分析仪的任何输入,把输入衰减器设置为0dB。前置放大器输入没有任何连接。把它的输出接到频谱分析仪输入。在作这一连接时,您会看到分析仪显示的平均噪声级的增加。4. 把被测器件的输入接至其特性阻抗,把输出接到前置放大器输入。此时分析仪显示的噪声级应增加。5. 把频谱分析仪视频带宽(VBW)设置为分辨率带宽的1%或更低。按标记功能(MKR FCTN)键,然后按Noise Marker On 软键。把标记放置在所要测噪声系数的频率上。读以dBm/Hz 为单位的标记噪声功率密度读数,把它标为Noise(O)。6. 然后计算被测器件的噪声系数NFig:NFig = Noise(O) - Gain(D) - Gain(P) + 174 dBm/Hz

㈥ 请教各位大侠,multisim频谱仪如何使用

对于初学者来说,可以先看一下模拟频谱分析仪的。主要学下几个按键:扫宽、参考电平、频率中心。你也可以到我网站上再找找其他相关的使用说明。
频谱分析仪的使用方法
频谱分析仪的使用方法(第一页)
13MHz信号。一般情况下,可以用示波器判断13MHz电路信号的存在与否,以及信号的幅度是否正常,然而,却无法利用示波器确定13MHz电路信号的频率是否正常,用频率计可以确定13MHz电路信号的有无,以及信号的频率是否准确,但却无法用频率计判断信号的幅度是否正常。然而,使用频谱分析仪可迎刃而解,因为频谱分析仪既可检查信号的有无,又可判断信号的频率是否准确,还可以判断信号的幅度是否正常。同时它还可以判断信号,特别是VCO信号是否纯净。可见频谱分析仪在手机维修过程中是十分重要的。
另外,数字手机的接收机、发射机电路在待机状态下是间隙工作的,所以在待机状态下,频率计很难测到射频电路中的信号,对于这一点,应用频谱分析仪不难做到。
一、使用前须知
在使用频谱分析仪之前,有必要了解一下分贝(dB)和分贝毫瓦(dBm)的基本概念,下面作一简要介绍。
1.分贝(dB)
分贝是增益的一种电量单位,常用来表示放大器的放大能力、衰减量等,表示的是一个相对量,分贝对功率、电压、电流的定义如下:
分贝数:101g(dB)
分贝数=201g(dB)
分贝数=201g(dB)
例如:A功率比B功率大一倍,那么,101gA/B=10182’3dB,也就是说,A功率比B功率大3dB,
2.分贝毫瓦(dBm)
分贝毫瓦(dBm)是一个表示功率绝对值的单位,计算公式为:
分贝毫瓦=101g(dBm)
例如,如果发射功率为lmw,则按dBm进行折算后应为:101glmw/1mw=0dBm。如果发射功率为40mw,则10g40w/1mw--46dBm。

㈦ 频谱分析仪测量谐波时,都出现了哪些频谱分量

无线电工程应用不仅要对射频信号的谐波进行测量,有时还要确定音频信号的总谐波失真(THD)。射频信号可能是已调信号或连续波信号。这些信号可以由有漂移的压控振荡器(VCO)或稳定的锁相振荡器或合成器产生。现代频谱分析仪能利用本文中所述方法来进行这些测量。本文还将讨论如何断定在分析设备或被测器件(DUT)中是否产生谐波、对不同类型信号的最佳测量方法以及对数平均、电压单位和均方根值(ms)计算的利用。
我们这里所处理的所有信号均假定为周期信号,亦即它们的电压随时间的变化特性是重复的。傅里叶变换分析可以将任何重复信号表示为若干正弦波之和。按一定目的产生的频率最低的正弦波称为基频信号。其它正弦波则称为谐波信号。可以利用频谱分析仪来测量基频信号及其谐波信号的幅度。
谐波常常是人们不希望存在的。在无线电发射机中,它们可能干扰射频频谱的其它用户。例如,在外差接收机的本振(LO)中,谐波可能产生寄生信号。因此,通常应对它们进行监控并将其减小到最低限度。
利用频谱分析仪对信号进行测量时,分析仪的电路也会引入其自身的某种失真。为了进行精确测量,用户需要了解所测得的失真究竟是所考察的信号的一部分还是由于引人分析仪所引起的。
分析仪所产生的失真起因于某些微弱非线性特性(因为它没有理想线性特性)。因此,可以用表明输出电压(O)与输入电压(I)之间的关系的泰勒(Taylor)级数来表示频谱分析仪的信号处理特性:
V0=K1Vi+K2Vi2+K3V3i…………(1)
式中
V0=输出电压
Vi=输入电压
K1、K2和K3均为常数
利用上面的关系式,可以直接证明:输入电压加倍将引起Vi2项增加4倍(6dB),因而引起对正弦波的二次谐波响应增加4倍。类似类推,三阶谐波失真随输入电平按三次方规律增加。有两种方法即依靠技术指标或实验能断定分析仪是否对测出的失真有影响。
为了依据分析仪的谐波失真技术指标来判断其影响,利用对失真量级的了解,将相对于分析仪输入混频器上的特定信号以伽给出的那些技术指标变换成针对选择的输入电平给出的dBC。图1示出这个过程的图解实例。从图中可以看出,对频谱分析仪只规定了二阶失真和三阶失真。而更高阶次的失真通常可忽略不计。

与技术指标有关的数据点1:1和2:1钭率进行予测
请注意,所关注的参数即三阶谐波失真不同于已规定的参数三阶互调失真(IMD3)。
在未被预选的频段内,三阶谐波失真应比微弱非线性的互调(IM)分量低9.5dB。这个关系可以由将对Vi的Acos(xt)+Bcos(yt)代人上面提到的(4)式,并将IM项如cos[(x-2y)t]与谐波项如cos(3xt)相比较来导出。若前端增益在基频与三次谐波信号之间变化,则将使IM与所观察的分析仪产生的谐波电平之间的关系有相同数量的变化。若三次谐波处在预选的频段内,则它将比规定的IM分量低得多,因为预选滤波器使基频信号不受前端非线性的影响。
从实验上判断分析仪是否会引人失真更加容易。仅仅增大输入衰减,观察失真电平是否发生变化即可。如发生了变化,则分析仪对测得的失真有影响。
尽管分析仪对测得的谐波的影响可以仅靠增大输入衰减来降低,但这会降低信噪比(SNR),从而限制了分析仪测量低谐波电平的能力。不过,对接近本底噪声的信号的测量可以通过对数平均方法来改善。
频谱分析仪可以通过对测量结果取平均来降低测量结果的变化。取平均的一种形式是对分析仪屏幕的若干条数据迹线进行平均。另一种形式是视频滤波。在完成取平均操作时,重要的是应知道取平均所在的幅度刻度。当视频滤波或迹线平均是对在对数刻度上显示的信号完成时,其结果是信号对数的平均。另一种方法是,取平均可以在线性(电压)刻度上完成。某些分析仪能在功率(有效值电压)刻度上取平均。基于快速傅里叶变换(FFT)的分析仪通常只能在功率刻度上取平均。
众所周知,对于上述三种刻度,测得的纯噪声电平是不相同的。其中,对数刻度的噪声被低估了2.51dB。无疑,对数刻度最适于测量低谐波电平,因为它能给出受本底噪声影响最小的信号电平。因此,应当使用对数刻度来测量谐波电平,并根据需要减小视频带宽或增加取平均数。
现实中并不存在上面所讨论的理想重复信号。与理想情况的两大偏离是漂移和调制。来自未锁定压控振荡器(VCO)的漂移信号可能造成测量困难。漂移可能是如此之大,以致为了测量某个谐波而必须对可能的整个频率范围扫描,并利用峰值检波器来测量谐波电平。对于频率的这种高变化性,取平均可能引起误差而不宜采用。此外,峰值检波特别适于检测噪声,所以,当用这种扫描——峰值检波方法进行测量时,分析仪的测量范围会受到损害。尽管如此,这类解决方案仍十分有用而被用于某些频谱分析仪中,如安捷伦科技公司的8560E系列,该系列频谱分析仪配备有该公司的85672A寄生响应测量应用程序。
已调信号也是一个测量难题。当信号被调制时,其谱宽增加。因此,必须使用足够宽的分辨带宽来对信号中的所有能量起响应。使用宽的带宽将增大本底噪声,从而减小可利用的动态范围。采用频率调制(FM)、脉冲调制(PM)和普通数字调制格式的信号谱宽与谐波数成正比增大,因此,建议针对谐波数来增大分辨带宽。
已调信号几乎总是锁相信号。因此,一种可能的解决方案是利用频率计数器仔细测量基频频率。然后,利用频谱分析仪的零频率间隔分析功能在预计的谐波上寻找所有谐波信号。零频率间隔分析(分析仪不进行扫描的工作方式)是最佳分析方式,因为它对所有扫描数据而不仅是峰值幅度进行平均。安捷伦科技公司的ESA系列频谱分析仪(图2)采用了零频率间隔的计数和平均解决方案,并具有按比例变化的分辨带宽。尽管这种解决方案不及扫描峰值检波解决方案完善,但它能很快取得离散很小的结果,且适于用调制源进行工作。

(dBc)和计算出的总谐波失真(THD)结果的数据表
所有谐波的幅度之和是音频产品中常用的一个品质因数。它也称为总谐波失真(THD)。总谐波失真是以功率相加而不是以电压相加为依据的。THD的定义为:
THD=100%×(nmaxn=2×E2n)0.5/Ef(2)
式中:
En=n次谐波电压
Ef=基频电压
nmax=被考察的最高谐波次数(在许多情况下,nmax限定到10。在另一些情况下,nmax是不超过20kHz的最高次谐波,即音频范围的上限)
上面讨论了可能进行平均的三种刻度即电压、对数或功率。应当注意THD测量结果与这几种刻度之间的关系。数据最好是按对数刻度进行采集和平均。THD的计算是按平方和的平方根(RSS)进行计算的,它与RMS或功率计算相关。但是,结果是由电压算出的,而百分比指的则是电压百分比。
总之,射频和音频谐波以及THD可以利用所述方法由频谱分析仪进行测量。在某些频谐分析仪中,为了加快测量速度,这些测量的实施已实现了自动化。

㈧ 关于电子测试

1.频谱分析仪的使用

1.1 频谱分析仪的原理

频谱分析仪是一台在一定频率范围内扫描接收的接收机,它的原理图如图1所示。

图1 频谱分析仪的原理框图

频谱分析仪采用频率扫描超外差的工作方式。混频器将天线上接收到的信号与本振产生的信号混频,当混频的频率等于中频时,这个信号可以通过中频放大器,被放大后,进行峰值检波。检波后的信号被视频放大器进行放大,然后显示出来。由于本振电路的振荡频率随着时间变化,因此频谱分析仪在不同的时间接收的频率是不同的。当本振振荡器的频率随着时间进行扫描时,屏幕上就显示出了被测信号在不同频率上的幅度,将不同频率上信号的幅度记录下来,就得到了被测信号的频谱。

根据这个频谱,就能够知道被测设备是否有超过标准规定的干扰发射,或产生干扰的信号频率是多少。

1.2 频谱分析仪的使用方法

要获得正确的测量结果,必须正确地操作频谱分析仪。本节简单介绍频谱分析仪的使用方法。正确使用频谱分析仪的关键是正确设置频谱分析仪的各个参数。下面解释频谱分析仪中主要参数的意义和设置方法。

频率扫描范围:
规定了频谱分析仪扫描频率的上限和下限。通过调整扫描频率范围,可以对感兴趣的频率进行细致的观察。扫描频率范围越宽,则扫描一遍所需要时间越长,频谱上各点的测量精度越低,因此,在可能的情况下,尽量使用较小的频率范围。在设置这个参数时,可以通过设置扫描开始频率和终止频率来确定,例如:start frequency = 1MHz, stop frequency = 11MHz。也可以通过设置扫描中心频率和频率范围来确定,例如:center frequency = 6MHz, span = 10MHz。这两种设置的结果是一样的。

中频分辨带宽:
规定了频谱分析仪的中频带宽,这项指标决定了仪器的选择性和扫描时间。调整分辨带宽可以达到两个目的,一个是提高仪器的选择性,以便对频率相距很近的两个信号进行区别。另一个目的是提高仪器的灵敏度。因为任何电路都有热噪声,这些噪声会将微弱信号淹没,而使仪器无法观察微弱信号。噪声的幅度与仪器的通频带宽成正比,带宽越宽,则噪声越大。因此减小仪器的分辨带宽可以减小仪器本身的噪声,从而增强对微弱信号的检测能力。
分辨带宽一般以3dB带宽来表示。当分辨带宽变化时,屏幕上显示的信号幅度可能会发变化。若测量信号的带宽大于通频带带宽,则当带宽增加时,由于通过中频放大器的信号总能量增加,显示幅度会有所增加。若测量信号的带宽小于通频带宽,如对于单根谱线的信号,则不管分辨带宽怎样变化,显示信号的幅度都不会发生变化。 信号带宽超过中频带宽的信号称为宽带信号,信号带宽小于中频带宽的信号称为窄带信号。根据信号是宽带信号还是窄带信号能够有效地定位干扰源。

扫描时间:
仪器接收的信号从扫描频率范围的最低端扫描到最高端所使用的时间叫做扫描时间。扫描时间与扫描频率范围是相匹配的。如果扫描时间过短,测量到的信号幅度比实际的信号幅度要小。

视频带宽:
视频带宽的作用与中频带宽相同,可以减小仪器本身的带内噪声,从而提高仪器对微弱信号的检测能力。

2.用频谱分析仪分析干扰的来源

2.1 根据干扰信号的频率确定干扰源

在解决电磁干扰问题时,最重要的一个问题是判断干扰的来源,只有准确将干扰源定位后,才能够提出解决干扰的措施。根据信号的频率来确定干扰源是最简单的方法,因为在信号的所有特征中,频率特征是最稳定的,并且电路设计人员往往对电路中各个部位的信号频率都十分清楚。因此,只要知道了干扰信号的频率,就能够推测出干扰是哪个部位产生的。
对于电磁干扰信号,由于其幅度往往远小于正常工作信号,因此用示波器很难测量到干扰信号的频率。特别是当较小的干扰信号叠加在较大的工作信号上时,示波器无法与干扰信号同步,因此不可能得到准确的干扰信号频率。
而用频谱分析仪做这种测量是十分简单的。由于频谱分析仪的中频带宽较窄,因此能够将与干扰信号频率不同的信号滤除掉,精确地测量出干扰信号频率,从而判断产生干扰信号的电路。

2.2 根据干扰信号的带宽确定干扰源

判断干扰信号的带宽也是判断干扰源的有效方法。例如,在一个宽带源的发射中可能存在一个单个高强度信号,如果能够判断这个高强度信号是窄带信号,则它不可能是从宽带发射源产生的。干扰源可能是电源中的振荡器,或工作不稳定的电路,或谐振电路。当在仪器的通频带中只有一根谱线时,就可以断定这个信号是窄带信号。
根据傅立叶变换,单根的谱线所对应的信号是周期信号。因此,当遇到单根谱线时,就要将注意力集中到电路中的周期信号电路上。

3.用近场测试方法确定辐射源

除了上述的根据信号特征判断干扰源的方法以外,在近场区查找辐射源可以直接发现干扰源。在近场区查找辐射源的工具有近场探头和电流卡钳。检查电缆上的发射源要使用电流卡钳,检查机箱缝隙的泄漏要使用近场探头。

3.1 电流卡钳与近场探头

电流探头是利用变压器原理制造的能够检测导线上电流的传感器。当电流探头卡在被测导线上时,导线相当于变压器的初级,探头中的线圈相当于变压器的次级。导线上的信号电流在电流探头的线圈上感应出电流,在仪器的输入端产生电压。于是频谱分析仪的屏幕上就可以看到干扰信号的频谱。仪器上读到的电压值与导线中的电流值通过传输阻抗换算。传输阻抗定义为:仪器50? 输入阻抗上感应的电压与导线中的电流之比。对于一个具体的探头,可以从厂家提供的探头说明书中查到它的转移阻抗ZT。因此,导线中的电流等于:

I = V / ZT

如果公式中的所有物理量都用dB表示,则直接相减。
对于机箱的泄漏,要用近场探头进行探测。近场探头可以看成是很小的环形天线。由于它很小,因此灵敏度很低,仅能对近场的辐射源进行探测。这样有利于对辐射源进行精确定位。由于近场探头的灵敏度较低,因此在使用时要与前置放大器配套使用。

3.2 用电流卡钳检测共模电流

设备产生辐射的主要原因之一是电缆上有共模电流。因此当设备或系统有超标发射时,首先应该怀疑的就是设备上外拖的各种电缆。这些电缆包括电源线电缆和设备之间的互连电缆。
将电流探头卡在电缆上,这时由于探头同时卡住了信号线和回流线,因此差模电流不会感应出电压,仪器上读出的电压仅代表共模电流。
测量共模电流时,最好在屏蔽室中进行。如果不在屏蔽室中,周围环境中的电磁场会在电缆上感应出电流,造成误判断。因此应首先将设备的电源断开,在设备没有加电的状态下测量电缆上的背景电流,并记录下来,以便与设备加电后测量的结果进行比较,排除背景的影响。
如果在用天线进行测量时将频谱分析仪的扫描频率局限感兴趣的频率周围很小的范围内,则可以排除环境中的干扰。

3.3 用近场探头检测机箱的泄漏

如果设备上外拖电缆上没有较强的共模电流,就要检查设备机箱上是否有电磁泄漏。检查机箱泄漏的工具是近场探头。将近场探头靠近机箱上的接缝和开口处,观察频谱分析仪上是否有感兴趣的信号出现。一般由于探头的灵敏度较低,即使用了放大器,很弱的信号在探头中感应的电压也很低,因此在测量时要将频谱分析仪的灵敏度调得尽量高。根据前面的讨论,减小频谱分析仪的分辨带宽能够提高仪器的灵敏度。但是要注意的是,当分辨带宽很窄时,扫描时间会变得很长。为了缩短扫描时间,提高检测效率,应该使频谱分析仪的扫描频率范围尽量小。因此一般在用近场探头检测机箱泄漏时,都是首先用天线测出泄漏信号的精确频率,然后使仪器用尽量小的扫描频率范围覆盖住这个干扰频率。这样做的另一个好处是不会将背景干扰误判为泄漏信号。
对于机箱而言,靠近滤波器安装位置的缝隙是最容易产生电磁泄漏的。因为滤波器将信号线上的干扰信号旁路到机箱上,在机箱上形成较强的干扰电流,这些电流流过缝隙时,就会在缝隙处产生电磁泄漏。

4.容易犯的错误

当设备不能满足有关的电磁兼容标准时,就要对设备产生超标发射的原因进行调查,然后进行排除。在这个过程中,经常发现许多人经过长时间的努力,仍然没有排除故障。造成这种情况的原因是诊断工作陷入了“死循环”。这种情况可以用下面的例子说明。
假设一个系统在测试时出现了超标发射,使系统不能满足电磁兼容标准中对电磁辐射的限制。经过初步调查,原因可能有4个,它们分别是:

主机与键盘之间的互连电缆(电缆1)上的共模电流产生的辐射
主机与打印机之间的互连电缆(电缆2)上的共模电流产生的辐射
机箱面板与机箱基体之间的缝隙(开口1)产生的泄漏
某显示窗口(开口2)产生泄漏
在诊断时,首先在电缆1上套一个铁氧体磁环,以减小共模辐射,结果发现频谱仪屏幕上显示的信号并没有明显减小。于是试验人员认为电缆1不是一个主要的泄漏源,将铁氧体磁环取下,套在电缆2上,结果发现频谱仪屏幕上显示的信号还没有明显减小。结果试验人员得出结论,电缆不是泄漏源。
于是再对机箱上的泄漏进行检查。用屏蔽胶带将开口1堵上,发现频谱仪屏幕上显示的信号没有明显减小。试验人员认为开口1不是主要泄漏源,将屏蔽胶带取下,堵到开口2上。结果频谱仪上的显示信号还没有减小。试验人员一筹莫展。之所以会发生这个问题,是因为试验人员忽视了频谱分析仪上显示的信号幅度是以dB为单位显示的。下面我们看一下为什么会有这种现象。
假设这4个泄漏源所占的成分各占1/4,并且在每个辐射源上采取的措施能够将这个辐射源完全抑制掉。则我们采取以上4个措施中的一个时,频谱仪上显示信号降低的幅度ΔA为:

ΔA = 20 lg ( 4 / 3 ) = 2.5 dB

幅度减小这么少,显然是微不足道的。但这却已经将泄漏减少了25%。
正确的方法是,当对一个可能的泄漏源采取了抑制措施后,即使没有明显的改善,也不要将这个措施去掉,继续对可能的泄漏源采取措施。当采取到某个措施时,如果干扰幅度降低很多,并不一定说明这个泄漏源是主要的,而仅说明这个干扰源是最后一个。按照这个步骤对4个泄漏源逐个处理的结果如图1所示。
在前面的叙述中,我们假定对某个泄漏源采取措施后,这个泄漏源被100%消除掉,如果这样,当最后一个泄漏源去掉后,电磁干扰的减小应为无限大。实际这是不可能的。我们在采取任何一个措施时,都不可能将干扰源100%消除。泄漏源去掉的程度可以是99% ,或99.9% ,甚至99.99以上,而决不可能是100% !所以当最后一个泄漏源去掉后,尽管改善很大,但仍是有限值。
当设备完全符合有关的规定后,如果为了降低产品成本,减少不必要的器件,可以将采取的措施逐个去掉。首先应该考虑去掉的是成本较高器件/材料,或在正式产品上难于实现的措施。如果去掉后,产品的电磁发射并没有超标,就可以去掉这个措施。通过试验,使产品成本降到最低。

图 2 抑制4个泄漏源时干扰幅度的变化

5.产品电磁兼容测试诊断步骤

图3给出了一个设备或系统的电磁干扰发射与故障分析步骤,按照这个步骤进行可以提高测试诊断的效率。

图3 电磁兼容测试诊断步骤

关于图3的说明如下:

电磁兼容测试一般首先测量干扰发射,因为干扰发射的试验费用一般比敏感度试验费用低。另外当设备的干扰发射能够满足要求时,往往敏感度也不会有大的问题。因为几乎所有的解决干扰发射的措施同样对改善敏感度有效。
测量干扰发射时要先测量传导发射,不仅要在标准规定的频率范围内测量,还要对更高的频率进行摸底测量。当电源线上有较强的干扰电流时,要先解决这个问题。因为这些传导干扰电流会借助导线的天线作用产生辐射,导致辐射发射不合格。
当传导发射完全合格后,再进行辐射发射测试。对于辐射发射不合格的频率,要记录下精确频率,便于在用近场探头查找问题时,将频谱分析仪的扫描范围设置在干扰频率附近。

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