淺析頻譜分析儀和EMI接收機(jī)

2 EMI接收機(jī)
由電力電子設(shè)備產(chǎn)生的電磁發(fā)射通常是寬帶、連續(xù)的，其頻率范圍從工頻到幾十兆赫。通常傳導(dǎo)EMI應(yīng)在這一頻率范圍被測(cè)量。由于許多國(guó)家和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)只在O．15 MHz～30 MHz的頻率范圍內(nèi)確定傳導(dǎo)發(fā)射，傳導(dǎo)EMI的測(cè)量也僅僅在這一范圍內(nèi)討論信號(hào)的測(cè)量方法。
在O．15 MHz～30 MHz頻率乃至低至10 kHz范圍內(nèi)的EMI分量，由EMI接受裝置測(cè)量。EMI接收機(jī)測(cè)得的是一個(gè)被測(cè)設(shè)備的輸出電壓。實(shí)質(zhì)上EMI接收機(jī)是可調(diào)諧的、有頻率選擇的、具有精密的振幅響應(yīng)的電壓計(jì)，如圖6所示。

各部分功能如下：
(1)傳感器?？捎呻妷禾筋^、電流探頭、各類(lèi)天線(xiàn)等部件組成。根據(jù)測(cè)量的目的，選用不同部件來(lái)提取信號(hào)。
(2)輸入衰減器?？蓪⑼獠窟M(jìn)來(lái)的過(guò)大信號(hào)或干擾電平給予衰減，調(diào)節(jié)衰減量高低，保證測(cè)量接收機(jī)輸入的電平在測(cè)量接收機(jī)可測(cè)范圍之內(nèi)，同時(shí)也可避免過(guò)電壓或過(guò)電流造成測(cè)量接收機(jī)損壞。
(3)校準(zhǔn)信號(hào)源。與普通接收機(jī)相區(qū)別，測(cè)量接收機(jī)本身提供內(nèi)部校準(zhǔn)信號(hào)源，可隨時(shí)對(duì)測(cè)量接收機(jī)的增益加以自我校準(zhǔn)，以保證測(cè)量值的準(zhǔn)確。
(4)射頻放大器。利用選頻放大原理，僅選擇所需的測(cè)量信號(hào)進(jìn)入下級(jí)電路，而外來(lái)的各種雜散信號(hào)(包括鏡像頻率信號(hào)、中頻率信號(hào)、交調(diào)諧波信號(hào)等)均排除在外。
(5)混頻器。將來(lái)自射頻放大器的射頻信號(hào)和來(lái)自本機(jī)振蕩器的信號(hào)合成產(chǎn)生一個(gè)差頻信號(hào)輸入到中頻放大級(jí)，由于差頻信號(hào)的頻率遠(yuǎn)低于射頻信號(hào)頻率，使得中頻放大級(jí)增益得以提高。
(6)本機(jī)振蕩器。提供一個(gè)頻率穩(wěn)定的高頻振蕩信號(hào)。
(7)中頻放大器。由于中頻放大器的調(diào)諧電路可提供嚴(yán)格的頻率帶寬，又能獲得較高的增益，因此保證接收機(jī)的總選擇性和整機(jī)靈敏度。
(8)檢波器。測(cè)量接收機(jī)的檢波方式與普通接收機(jī)的檢波方式有著重大差異。測(cè)量接收機(jī)除可接收正弦波信號(hào)外，更常用于測(cè)量脈沖騷擾電平，因此測(cè)量接收機(jī)除了通常具有的平均值檢波功能外還增加了峰值檢波和準(zhǔn)峰值檢波功能。

3 頻譜儀和接收機(jī)原理差異
頻譜分析儀是當(dāng)前頻譜分析的主要工具，尤其是掃頻外差式頻譜分析儀是當(dāng)今頻譜儀的主流，應(yīng)用掃頻測(cè)量技術(shù)，通過(guò)掃頻信號(hào)源得到外差信號(hào)進(jìn)行頻域動(dòng)態(tài)分析。接收機(jī)是進(jìn)行EMC測(cè)試的主要工具，以點(diǎn)頻法為基礎(chǔ)，應(yīng)用本振調(diào)諧的原理測(cè)試相應(yīng)頻點(diǎn)的電平值。接收機(jī)的掃描模式應(yīng)當(dāng)是以步進(jìn)點(diǎn)頻調(diào)諧的方式得到的。
3．1 基本原理圖
根據(jù)工作原理，頻譜分析儀和接收機(jī)可分為模擬式和數(shù)，字式兩大類(lèi)。外差式分析是當(dāng)前使用最為廣泛的接收和分析方法。下面就外差式頻譜分析儀與接收機(jī)之間的主要差別作一分析。
原理圖如7所示，頻譜儀與接收機(jī)類(lèi)似，但是頻譜儀與接收機(jī)在以下幾方面差別較大：前端預(yù)選器、本振信號(hào)掃描、中頻濾波器、測(cè)量精度。

3．2 輸入RF信號(hào)的前端處理
接收機(jī)與頻譜儀在輸入端對(duì)信號(hào)進(jìn)行的處理是不同的。頻譜儀的信號(hào)輸入端通常是較為簡(jiǎn)單的低通濾波器，而接收機(jī)要采用對(duì)寬帶信號(hào)有較強(qiáng)的抗擾能力的預(yù)選器。通常包括一組固定帶通濾波器和一組跟蹤濾波器，完成對(duì)信號(hào)的預(yù)選。由于RF信號(hào)的諧波、交調(diào)和其它雜散信號(hào)的影響，造成頻譜儀和接收機(jī)測(cè)試誤差。相對(duì)于頻譜儀而言，接收機(jī)需要更高的精度，故在接收機(jī)的前端比普通頻譜儀多出一個(gè)預(yù)選器，提高選擇性。接收機(jī)的選擇性在GB／T6113(CISPRl6)中有明確規(guī)定。