EMI濾波器測試技術(shù)研究

4 EMI濾波器插損自動測試系統(tǒng)設(shè)計
近年來，隨著EMC測試的內(nèi)容日趨復(fù)雜，測試工作量急劇增加，對測試設(shè)備在功能、性能、測試速度、測試準(zhǔn)確度等方面的要求也日益提高。在這種情況下，傳統(tǒng)的人工測試已經(jīng)很難滿足要求，再加上現(xiàn)在的國家標(biāo)準(zhǔn)(GB)和國家軍用標(biāo)準(zhǔn)(GJB)均要求電磁兼容的檢測必須自動進(jìn)行，并且對數(shù)據(jù)后處理有嚴(yán)格的要求。因此，發(fā)展EMC自動測試成為必然之路。本文所建立的自動測試系統(tǒng)使用了虛擬儀器技術(shù)，基于信號源一頻譜儀對EMI電源濾波器進(jìn)行插損測試的系統(tǒng)。
4．1 測試系統(tǒng)程序流程
本系統(tǒng)是在計算機(jī)上搭建一個虛擬的測試平臺，使用虛擬儀器技術(shù)通過通信總線GPIB在計算機(jī)上直接對頻譜儀進(jìn)行程控，以減少測試夾具對濾波器插入損耗測試結(jié)果的影響。程序流程圖如圖6所示。
4．2 硬件接口與驅(qū)動
要實(shí)現(xiàn)該自動測試系統(tǒng)的功能，必須要解決的是實(shí)現(xiàn)計算機(jī)控制儀器運(yùn)動及讀取測量的數(shù)據(jù)，而實(shí)現(xiàn)這一步首先要解決的問題是儀器和計算機(jī)之間的通信問題。在這里，選擇了具有GPIB(IEEE一488)接口的儀器。
另外系統(tǒng)還需要實(shí)現(xiàn)測試硬件的驅(qū)動，軟件中分別實(shí)現(xiàn)了對信號發(fā)生器的驅(qū)動和對頻譜分析儀的驅(qū)動。對信號發(fā)生器的程控是在VB環(huán)境中編寫的，軟件語句中參考說明書中驅(qū)動程序的編寫方法，完成了對信號發(fā)生器的基本設(shè)置，設(shè)置為射頻輸出方式，射頻信號的頻率調(diào)用信息輸入界面產(chǎn)生的頻點(diǎn)列表，發(fā)射頻率由用戶在軟件中設(shè)置。程序中首先定義命令中所用到的基本參數(shù)，然后進(jìn)行程序的編寫，相應(yīng)代碼如圖7所示。

對頻譜分析儀的驅(qū)動是通過在VB環(huán)境中編寫程序，調(diào)用LabVIEW程序通過GPIB總線驅(qū)動頻譜．儀的方法。采集頻譜儀測試濾波器所產(chǎn)生的圖形和數(shù)據(jù)。
軟件通過調(diào)用LabVIEW文件的輸入輸出操作存儲數(shù)據(jù)或從磁盤文件中讀取校準(zhǔn)和測試數(shù)據(jù)(其中圖形為二維數(shù)組)，經(jīng)過調(diào)用代碼轉(zhuǎn)為圖形顯示出來并將校準(zhǔn)值和測試值存入數(shù)據(jù)庫。這里使用了VB和LabVIEW的混合編程，相應(yīng)代碼如圖8所示。

4．3 測試軟件的界面設(shè)計
用戶界面是用戶與應(yīng)用程序交互的媒介。用戶界面是應(yīng)用程序里最重要的部分，也是直觀的現(xiàn)實(shí)世界。對用戶而言，界面就是應(yīng)用程序。
本軟件由六個界面組成，分別是功能選擇界面、輸入信息界面、校準(zhǔn)界面、測試界面、結(jié)果顯示界面和歷史數(shù)據(jù)對比界面組成。功能選擇界面中用戶選擇軟件實(shí)現(xiàn)的功能，進(jìn)行插損測試或者查詢歷史測試數(shù)據(jù)。在輸入信息界面中，用戶填入測試基本信息并確定測試頻點(diǎn)的范圍，形成頻點(diǎn)列表，測試頻點(diǎn)列表存入數(shù)據(jù)庫。在校準(zhǔn)界面，首先驅(qū)動信號發(fā)生器產(chǎn)生信號進(jìn)行校準(zhǔn)，設(shè)置發(fā)射功率并存入數(shù)據(jù)庫，然后驅(qū)動頻譜儀對測試濾波器進(jìn)行校準(zhǔn)，產(chǎn)生校準(zhǔn)結(jié)果和圖形，并顯示出來。測試界面中再次驅(qū)動信號發(fā)生器，產(chǎn)生所需要的測試信號，調(diào)用數(shù)據(jù)庫中的發(fā)射功率不，再次驅(qū)動頻譜儀對濾波器插損性能進(jìn)行測試，產(chǎn)生測試結(jié)果和圖形并顯示出來。在結(jié)果界面顯示插入損耗測試結(jié)果表和差模、共模的插損曲線圖。歷史數(shù)據(jù)對比通過添加數(shù)據(jù)庫中不同型號濾波器的插損結(jié)果進(jìn)行對比，并生成對比曲線圖，方便用戶比較測試結(jié)果。
4．4 測試數(shù)據(jù)庫
在輸入信息界面，用戶輸入測試基本信息后生成一個管理數(shù)據(jù)庫。該數(shù)據(jù)庫中存放用戶定義的測試頻點(diǎn)和與之對應(yīng)的共模和差模的校準(zhǔn)、測試與插損的結(jié)果。若文件名相同則覆蓋原數(shù)據(jù)庫。確定測試頻點(diǎn)范圍后生成插入損耗子數(shù)據(jù)庫，校準(zhǔn)和測試結(jié)果存入子數(shù)據(jù)庫，并計算得出插入損耗測試值。如圖9所示。
4．5 測試數(shù)據(jù)的處理
由于頻譜儀產(chǎn)生的校準(zhǔn)值和測試值都是經(jīng)過處理后的計算值，單位為dB。所以根據(jù)公式(1)可知，插入損耗值即為校準(zhǔn)值與測試值之差。軟件中通過VB和LabVIEW的混合編程，可將頻譜儀生成的校準(zhǔn)和測試圖形在界面上顯示。
另外，軟件會將校準(zhǔn)結(jié)果和測試結(jié)果自動存入插入損耗數(shù)據(jù)庫中，并通過本軟件的插損計算公式得到共模插損數(shù)據(jù)和差模插損數(shù)據(jù)并保存。通過調(diào)用插入損耗數(shù)據(jù)庫可生成一個數(shù)據(jù)報表。本軟件使用DataReport數(shù)據(jù)報表設(shè)計器和數(shù)據(jù)源(Data Environment數(shù)據(jù)環(huán)境設(shè)計器)，創(chuàng)建一個可打印輸出的報表并且可以將報表導(dǎo)出到HTML或文本文件中。

5 結(jié)論
隨著電子設(shè)備以及各種電器的大量涌現(xiàn)和飛速發(fā)展，電子設(shè)備之間的電磁干擾(EMI)已成為一種嚴(yán)重的公害。EMI濾波器作為抑制電磁干擾的最有力的手段，日益為人們所了解和廣泛使用。因此，對EMI濾波器的測試技術(shù)的研究就變得十分重要。本文EMI濾波器各個方面的測試原理及方法進(jìn)行了簡要的分析，并在插入損耗人工測試的基礎(chǔ)上編制了基于虛擬儀器技術(shù)的插損自動測試軟件。避免人工測試的一些缺陷，實(shí)現(xiàn)了測試的自動化，功能簡單、操作靈活。