電磁兼容實(shí)驗(yàn)室儀器配置

本文前面的介紹部分講過(guò)，近場(chǎng)測(cè)試非常適合產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段。在這個(gè)階段，標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法或許能給出精確的結(jié)果，但卻無(wú)法顯示問(wèn)題的來(lái)源所在。在挑選元件時(shí)，有些控制器芯片的輻射要比其他芯片低40dB，或具有更高的抗擾度。即使在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)完成，執(zhí)行兼容測(cè)試未通過(guò)之后，標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法也幾乎無(wú)法給出有關(guān)問(wèn)題來(lái)源的任何信息。在印制板一級(jí)，工程師們使用近場(chǎng)測(cè)試探針進(jìn)行測(cè)量，也可能使用缺陷檢測(cè)器等。

然而另一方面也必須了解，近場(chǎng)測(cè)試探針(幾乎)不能給出有關(guān)設(shè)備傳導(dǎo)或輻射水平的任何信息，其誤差為20～40dB。但近場(chǎng)測(cè)試探針可以保證一點(diǎn)：每次使用時(shí)，其測(cè)量結(jié)果總要好于前述的各種測(cè)量。為了通過(guò)近場(chǎng)測(cè)試探針大致了解產(chǎn)品是否能通過(guò)EMC測(cè)試，需要在已經(jīng)確知結(jié)果的樣品上進(jìn)行多次嘗試。

一些磁場(chǎng)探針、電場(chǎng)探針和一根管腳探針的例子。它們的優(yōu)點(diǎn)是容易制作，外購(gòu)也相當(dāng)便宜。它們都使用50Ω的電纜，并連接到一臺(tái)(廉價(jià)的)頻譜分析儀。

近場(chǎng)探針用來(lái)拾取電磁場(chǎng)的全部?jī)蓚€(gè)分量。雖然市場(chǎng)上有一些非常靈敏的電磁場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)儀，但電磁場(chǎng)的近場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)并不太容易測(cè)量。它們無(wú)法給出輻射噪聲頻率成分的任何信息，但可以方便地指出“問(wèn)題分量”。近場(chǎng)探針在連接到頻譜分析儀時(shí)，還可給出頻率成分信息。

磁場(chǎng)探針提供一個(gè)與磁射頻(RF)場(chǎng)強(qiáng)成比例的輸出電壓。利用這個(gè)探針很容易找到電路的射頻源。不過(guò)，磁場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)隨距離迅速變化(成三次方關(guān)系)。另外，探針的方向至關(guān)重要，因?yàn)榇艌?chǎng)方向一定是垂直于磁環(huán)路的。前面已經(jīng)指出，探針將不會(huì)給出太多的量化信息，但對(duì)于某個(gè)元件(IC、開(kāi)關(guān)三極管等)，隨著探針距離元件越來(lái)越近，探針的電壓輸出也將增大。

即使周圍有許多元件，通過(guò)研究原理圖，設(shè)計(jì)者也可以很容易地辨認(rèn)出噪聲源。如果工程師決定更換元件，他將很容易測(cè)量出更換后的結(jié)果，這使得在開(kāi)始時(shí)就選擇可靠的元件成為可能。VSPACE=12HSPACE=12ALT=圖4(a)和(b)：磁場(chǎng)探針、電場(chǎng)探針和一根管腳探針的實(shí)例。

管腳探針允許直接在IC管腳或PCB的細(xì)導(dǎo)線上鑒別噪聲電壓。還能方便地判斷濾波器的效果，盡管只是一種定性的判斷。管腳探針可以在濾波器的前、后分別進(jìn)行接觸測(cè)量，并觀察其效果情況。但工程師必須正確估計(jì)接觸電容，并選擇電容較小的探針(不大于10pF)。

電場(chǎng)探針可拾取共模電壓和需要的信號(hào)。共模電壓是輻射電壓的一個(gè)重要來(lái)源。此外，磁場(chǎng)探針無(wú)法拾取電場(chǎng)?？梢宰C明，使用全部三種探針是有益和省時(shí)的。

本文介紹了擁有公司內(nèi)部EMC測(cè)試設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。總體而言，除了設(shè)備成本、占用空間，以及可能的人員培訓(xùn)這些投入之外，擁有EMC能力并沒(méi)有什么不利。無(wú)論如何，EMC技術(shù)在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中必不可少，公司必須以某種方式進(jìn)行這方面的投資(如依靠第三方咨詢公司的服務(wù))，忽視它的代價(jià)將是高昂的。