一種實時頻譜分析在EMI診斷中的實現(xiàn)

　　為幫助查看準峰值檢波器與相關(guān)儀表組合的響應(yīng)，圖2把輸入響應(yīng)（重復(fù)脈沖，用藍色表示）、得到的準峰值檢波器響應(yīng)（具有響應(yīng)快、衰減慢的特點，用綠色表示）及檢波器與儀表的綜合響應(yīng)（用紅色表示）分開。

　　對于帶有QP檢波器的接收機上的常數(shù)指標，圖3表明了CISPR 16-1-1標準描述的幅度和重復(fù)頻率之間的關(guān)系。

　　 圖2 對重復(fù)信號的準峰值響應(yīng)

　　 圖3 準峰值檢波器的脈沖響應(yīng)曲線

　　圖4是峰值檢波和QP檢波實例。這里，峰值檢波和QP檢波中查看了8μs脈寬和10ms重復(fù)率的信號。得到的QP值比峰值低10.1dB.在測量被測設(shè)備的EMI時，通常會先測量峰值，找到超過或接近規(guī)定極限的問題區(qū)域。然后只在接近或超過限制的信號上進行速度較慢的準峰值測量。通常使用帶有標準峰值檢波器的頻譜分析儀，迅速評估任何問題區(qū)域。

　　圖4 峰值和準峰值檢波對8μs脈寬和10ms重復(fù)率的信號的影響，準峰值比峰值低10.1dB

　　平均和視頻濾波器

　　除QP檢波外，實時頻譜分析儀還支持CISPR規(guī)范中規(guī)定的峰值和均值檢波器。峰值檢波器檢測信號包絡(luò)的峰值，均值檢波器計算包絡(luò)的平均值。實時頻譜分析儀能夠從同一輸入信號中同時測量QP、峰值和均值，以獨一無二的方式了解DUT的信號特點。某些EMI測量指定了視頻濾波器，視頻濾波器是頻譜分析儀中最早采用的方法，以降低測量噪聲變化所產(chǎn)生的影響。視頻濾波器一詞源于最早的實現(xiàn)方案，即低通濾波器被放在檢測到的輸出與頻譜分析儀CRT的Y軸模擬驅(qū)動輸入之間。實時頻譜分析儀和部分現(xiàn)代頻譜分析儀采用數(shù)字技術(shù)來平滑信號上的噪聲。

　　在大多數(shù)EMI測量中，視頻濾波器指定為關(guān)閉，或視頻濾波器指定為至少比測量的指定RBW高出三倍（參見表1）。

　　指定視頻濾波器關(guān)閉（或不小于3倍RBW）的目的，是為了消除視頻濾波器對檢測到的信號的影響。圖4是視頻帶寬（VBW）與RBW之比變化時視頻帶寬的影響。在VBW≥3*RBW或10*RBW（或失效）時，噪聲標準偏差保持在5.4dB.在VBW=RBW時，例如在TELEC規(guī)范部分章節(jié)中，噪聲變化降低到大約4.7dB.

　　EMI濾波器、檢波器和平均算法的數(shù)字實現(xiàn)方案

　　標準的EMI濾波器通常由串聯(lián)電抗器和并聯(lián)電容器組成的低通濾波電路，其作用是允許設(shè)備正常工作時的頻率信號進入設(shè)備，而對高頻的干擾信號有較大的阻礙作用。電源線是干擾傳入設(shè)備和傳出設(shè)備的主要途徑，通過電源線，電網(wǎng)的干擾可以傳入設(shè)備，干擾設(shè)備的正常工作，同樣設(shè)備產(chǎn)生的干擾也可能通過電源線傳到電網(wǎng)上，干擾其他設(shè)備的正常工作。

　　檢波器，是檢出波動信號中某種有用信息的裝置。用于識別波、振蕩或信號存在或變化的器件。檢波器通常用來提取所攜帶的信息。檢波器分為包絡(luò)檢波器和同步檢波器。前者的輸出信號與輸入信號包絡(luò)成對應(yīng)關(guān)系，主要用于標準調(diào)幅信號的解調(diào)。后者實際上是一個模擬相乘器，為了得到解調(diào)作用，需要另外加入一個與輸入信號的載波完全一致的振蕩信號（相干信號）。同步檢波器主要用于單邊帶調(diào)幅信號的解調(diào)或殘留邊帶調(diào)幅信號的解調(diào)

　　對基于離散傅里葉變換（DFT）技術(shù)的頻譜分析儀，通過對離散采集數(shù)據(jù)應(yīng)用窗口功能，可以以數(shù)字方式執(zhí)行濾波。采樣率取決于要求的濾波器的帶寬。在采樣頻率相同時，要求更多的樣點來實現(xiàn)更小的濾波帶寬。

　　實時頻譜分析儀采用Kaiser窗口仿真EMI濾波器。窗口功能的頻響幅度決定著IF濾波器形狀，必須滿足CISPR 16-1-1中規(guī)定的帶通選擇限制。

　　在實時頻譜分析儀中，準峰值檢波器使用數(shù)字濾波器實現(xiàn)?？梢允褂脭?shù)字濾波器，如無窮脈沖響應(yīng)（IIR）濾波器，仿真?zhèn)鹘y(tǒng)EMI接收機使用的RC充電電路和放電電路。這種臨界阻尼表還可以建模為二階數(shù)字IIR濾波器。儀表上顯示的最大值取為準峰值檢波器器值。

　　在實時頻譜分析儀上，視頻濾波器采用平均技術(shù)實現(xiàn)。使用的平均數(shù)量取決于選擇的視頻帶寬及測量時使用的RBW.在使用VBW時，得到的測量分析長度取決于選擇的VBW,如果在沒有視頻帶寬時使用RBW,那么會比較長。實時頻譜分析儀選擇平均數(shù)量，實現(xiàn)與噪聲變化對VBW/RBW曲線的良好相關(guān)性，如圖5所示。