使用探頭定位近場(chǎng)EMI故障點(diǎn)

近場(chǎng)探頭，又稱(chēng)嗅探探頭，已經(jīng)被廣泛地用于輻射源的識(shí)別中。它們?cè)谔綔y(cè)中起到天線的作用，能夠檢測(cè)到從被測(cè)件中輻射出來(lái)的近場(chǎng)的電場(chǎng)或磁場(chǎng)騷擾信號(hào)。這有助于工程師縮小排查范圍，并盡可能地聚焦在騷擾泄露點(diǎn)處。在這種情況下，精度或與遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果的相關(guān)性就顯得不是那么重要。

圖1：通過(guò)在問(wèn)題電路附近探查掃描，你可以很容易地觀察到當(dāng)探頭靠近輻射泄露點(diǎn)時(shí)在頻域上出現(xiàn)的頻譜尖峰

近場(chǎng)測(cè)試能夠展現(xiàn)出當(dāng)前情況下是何種類(lèi)型的電磁場(chǎng)占主導(dǎo)以及騷擾源輻射出來(lái)的場(chǎng)強(qiáng)，盡管這只是相對(duì)的結(jié)果。一般來(lái)說(shuō)，越接近源頭，所探測(cè)到的場(chǎng)強(qiáng)會(huì)越大。這就給排查的著手點(diǎn)提供了一個(gè)很好的指引?，F(xiàn)在我們來(lái)討論下使用近場(chǎng)探頭檢測(cè)EMI問(wèn)題的一般方法。

用好你的模擬前端

通常通過(guò)探頭耦合進(jìn)來(lái)的輻射騷擾都很微弱，需要使用小到mV級(jí)別的檔位進(jìn)行測(cè)量。因此你的示波器擁有一個(gè)高靈敏度和高動(dòng)態(tài)范圍的模擬前端就顯得尤為重要。記得隨時(shí)調(diào)整你示波器的垂直檔位，讓你的波形盡可能充滿(mǎn)屏幕。這樣才能夠保證在進(jìn)行信號(hào)捕獲時(shí)，能用滿(mǎn)ADC的量程，避免出現(xiàn)削波的現(xiàn)象。

一般情況下，垂直檔位的設(shè)置是先從能夠檢測(cè)到微弱信號(hào)的低檔位開(kāi)始(如1mV/格~4mV/格)，然后根據(jù)信號(hào)的特點(diǎn)調(diào)整到一個(gè)更高的檔位。這時(shí)同樣需要確保設(shè)備能夠在如此之高的靈敏度下，捕獲所需帶寬的信號(hào)。

近場(chǎng)寬帶探查

通過(guò)在所有的電路元件、走線和連接器上進(jìn)行寬帶掃描探查，獲得在感興趣頻跨內(nèi)輻射騷擾的簡(jiǎn)要分布概覽對(duì)于排查很有必要。在傳統(tǒng)的測(cè)試接收機(jī)中，騷擾功率只在一段有限的帶寬范圍內(nèi)進(jìn)行量測(cè)。這使得觀察的范圍十分有限，因?yàn)樵撛纯赡墚a(chǎn)生并輻射出更高頻率成分的騷擾。例如，帶有RF模塊的嵌入式電路板，可以在GHz的頻段上對(duì)其他的部件產(chǎn)生干擾。

圖2：在窄帶范圍內(nèi)做進(jìn)一步分析定位前，了解整個(gè)感興趣的帶寬范圍內(nèi)輻射騷擾的分布很必要

因此，在一個(gè)寬帶的范圍內(nèi)用一個(gè)更高的頻跨來(lái)了解被測(cè)件的整體輻射情況是一個(gè)很好的做法。高性能的示波器，如R&S的RTO示波器，能夠在GHz級(jí)別的采集帶寬內(nèi)深入了解來(lái)自被測(cè)件各個(gè)模組在寬頻跨范圍內(nèi)的頻譜泄露。

圖3：信號(hào)走線產(chǎn)生的磁場(chǎng)和電場(chǎng)分布

先從大的環(huán)狀探頭開(kāi)始

環(huán)狀探頭對(duì)磁場(chǎng)輻射提供不同的靈敏度。環(huán)狀探頭前端環(huán)的直徑越大，探頭的靈敏度就越高。從較大的環(huán)狀探頭開(kāi)始來(lái)獲得對(duì)于輻射泄露位置分布的總體情況，接著可以切換成更小的環(huán)狀探頭來(lái)提供更精細(xì)的靈敏度。越小的環(huán)狀探頭能夠提供更佳的空間分辨率，在關(guān)注的頻段內(nèi)定位輻射源。