常用的EMC測試儀器簡介

電流感應器
電流感應器是引用荷爾效應(Hall effect)，從流動導線之電流穿過電流感應器產生磁場，執(zhí)行CE101/CE102等傳導干擾測試時，利用電流感應器來感應偵測導線所溢放射出之雜訊。

電源阻抗模擬網(wǎng)路(LISN)
電源阻抗模擬網(wǎng)路是一種耦合電路，主要用來提供干凈之DC/AC電源品質，阻擋待測件雜訊回饋至電源及RF耦合，內部電路架構與阻抗特性曲線詳如圖。早期軍規(guī)傳導干擾測試是以10厲貫穿電容為主，電源阻抗模擬網(wǎng)路(LISN) 為輔，1993年以來，軍規(guī)MIL-STD-462D要求改以LISN為主，所用導電桌或木桌上接地平面 (Ground Plane)皆配備LISN作測試，而CISPR商規(guī)要求所用木桌上也配備LISN作測試。

EMI測試接收機
EMI測試接收機是EMC試驗中最常用之基本測試儀器，EMI測試接收機實際上是含高頻選頻放大之超外差接收機，其靈敏度可通過輸入回路之可調衰減器來調變，由于測試訊號輸入常常是極寬之頻譜訊號，運用可調諧高頻選擇器對輸入訊號進行預選，可以改善混頻器之工作狀況，中頻放大器和中頻選擇器用來確定儀器之通行頻帶，并對訊號進行功率放大?；跍y試接收機之頻率響應特性要求，按CISPR16規(guī)定，測試接收機應有四種基本檢波方式︰準峰值檢波、均方根值檢波、峰值檢波及平均值檢波。然而，大多數(shù)電磁干擾都是脈沖干擾，它們對音頻影響之客觀效果是隨著重復頻率之增高而增大，具有特定時間常數(shù)之準峰值檢波器之輸出特性，可以近似反應這種影響。因此在無線廣播頻率領域，CISPR所推薦之電磁相容性規(guī)范採用準峰值檢波。由于準峰值檢波既要利用干擾訊號之幅度，又要反映它之時間分布，因此其充電時間常數(shù)比峰值檢波器大，而放電時間常數(shù)比峰值檢波器小，對不同頻譜段應有不同之充放電時間常數(shù)，這兩種檢波方式主要用于脈沖干擾測試。瞬間變化及重復頻率很低之脈沖干擾源已成為主流，使用準峰值檢波器已不能客觀評估此類干擾之特性，軍規(guī)測試EMC對于單一脈沖或重復頻率很低之脈沖進行檢測，常用峰值檢波，由于峰值檢波是要測試出干擾訊號振幅之最大值，故它只取決于訊號之幅度而與時間無關，其充電放電時間常數(shù)比值 TC/TD 要足夠小，通常TC/TD為幾百分之一。平均值檢波主要用來測試窄頻之連續(xù)波、調諧波干擾，其充放電時間常數(shù)比值TC/TD為1。
若是干擾經常由許多獨立之脈沖源產生，而往往是隨機的，則最好使用均方根檢波器。選用檢波器取決于被測受干擾源之性質以及所受保護之對象，對于同一干擾雜訊用不同檢波器測得之值是不同，而各種檢波器對脈沖干擾之相對響應也是不同。但將測試數(shù)據(jù)通過轉換后，仍可得出一致之結果，有些接收機只有峰值或準峰值檢波器，此時只需通過準峰值或峰值轉換器轉換，就能滿足不同之測試要求。

頻譜分析儀
頻譜分析儀之檢波器為峰值檢波，因而滿足軍規(guī)EMC測試要求，但不符合歐美EMC商規(guī)及我國電磁相容性國家標準(CNS13430系列)規(guī)定之極限值測試。為此必須在輸入端配備預選器(Preselector)以防止混頻器飽和，改善頻譜分析儀之 S/N比，提高靈敏度，并且在中頻輸出端配備準峰值轉換器或檢波器。則系統(tǒng)靈敏度、動態(tài)范圍也提高，就可以滿足軍規(guī)EMC測試及 CISPR標準測試。
EMI測試接收機與頻譜分析儀兩類設備各有優(yōu)缺點︰測試接收機之優(yōu)點有測試準確度高、動態(tài)范圍大、頻率分辨率高、靈敏度高、互調干擾小及有四種基本檢波方式；缺點就是不能像頻譜儀分析儀在很寬之頻率范圍內展開觀察，而對被測訊號無法快速進行頻譜分析和振幅測試。頻譜分析儀之優(yōu)點是能在很寬廣之頻率范圍內觀察而迅速地對被測訊號進行頻譜分析和振幅測試、測試設備相對簡單及測試比較方便；缺點就是測試準確度相對差一些、頻率分辨率較低、互調干擾大、選擇性較差及祇有單一峰值檢波方式。
EMC測試用天線
電磁相容性測試頻率范圍從幾10Hz到幾10GHz，在這么寬之頻率范圍內作電磁干擾及電磁耐受性測試，所用天線種類繁多，且必須借助各種探測天線把被測場強轉換成電壓。電磁相容性試驗中各頻段優(yōu)先使用之天線，包括在150Hz～30MHz採用棒狀與環(huán)路天線，30MHz～300MHz採用偶極與雙錐天線，300MHz～1GHz採用偶極、對數(shù)週期及對數(shù)螺旋天線，1GHz～40GHz採用喇叭天線，這些天線之相關參數(shù)與理論可參考制造廠商提供天線出廠之資料。電磁相容性測試用天線具有下列特點︰廣泛的應用到寬頻帶天線，為了提高測試速度，不得不採用寬頻帶天線，除非只對少數(shù)已知之干擾頻率點進行測試。寬頻頻帶天線在出廠前提供校正曲線，使用時需輸入此天線因素。天線增益不高，方向性不甚明顯。不少試驗用天線都工作在近場區(qū)，測試結果對測試距離很敏感，為此試驗中必須嚴格按試驗規(guī)定進行。其次，在近場區(qū)電場、磁場之比(波阻抗)不再是個常數(shù)，所以有些天線雖然給了電場、磁場之校正系數(shù)，但只有當這些天線作遠場測試時才有效，測試近場干擾時，電場與磁場測試結果不能再按此換算，這是在試驗中容易忽略之問題。天線之場強測試動態(tài)范圍較寬，應根據(jù)測試對象正確選用，電磁相容性試驗之場強相差很大，對強大場強雖然可用衰減器擴大天線量測范圍，但應以不損壞天線轉換器為前提。收、發(fā)天線有時是不能互易，如同為雙錐天線，收、發(fā)用天線有區(qū)別，收、發(fā)環(huán)路天線也不同，使用時不能互換。

平行板天線
車輛零組件執(zhí)行電磁場輻射耐受性試驗(ISO 11452-6)時，需要均勻橫電磁波之測量環(huán)境。利用平行板線，在其一端接相應之訊號產生器與功率放大器，另一端接匹配負載，可在兩平行板間產生橫電磁波之行波狀態(tài)，平行板線之工作頻率與終端負載之匹配情況有關，而且與平行板之間之距離d成反比，距離越大，上限工作頻率越低。隨頻率上升，傳輸訊號送到平皮間距d時，平行板在其開放之側面將產生強烈輻射，以致于影響周圍其它測試設備之工作，甚至危害試驗人員之健康。
因此，當其內部電場較強時，應將其放在電磁隔離室內，或在其開放之側面佈置適當之可移動吸波材料墻。當頻率進一步提高時，板間將出現(xiàn)高次模，使板間電磁場發(fā)生畸變，一般把出現(xiàn)高次模之頻率定為平行板線之上限頻率。當待測件置于平行板時，原來之均勻電場將發(fā)生畸變，為此通常規(guī)定待測件之體積應小于兩板中間體積之1/3。與一般採用輻射天線對待測件進行電場輻射耐受性試驗相比，平行板線有下列優(yōu)點︰可在寬頻段范圍內產生平面波場；所有能量集中在平行板間，因而電磁能量利用率高，不需很大瓦特數(shù)之功率訊號放大器就可在板間產生高于25V/m之場強(車輛零組件規(guī)格)；平行板線之造價與其它產生場強，用以進行電磁耐受性試驗之方法和裝置相比，成本較低。其主要缺點是︰僅適用于如車輛零組件等小型設備之試驗，對周圍之輻射較為嚴重，影響監(jiān)測儀器之功能及操作人員之健康。這些缺點限制了應用，從1980年以來，平行板線已逐漸被橫電磁波室所取代，但在電磁脈沖(EMP)研究中，仍將其作為場強模擬裝置。

橫電磁波室 (TEM/GTWM CELL)
橫電磁波(Transverse Electro Magnetic，TEM)室是利用傳輸線原理，由同軸線演變而來，一種內部能傳輸均勻橫電磁波之長方形測試室。它是電子電機設備電場輻射耐受性試驗之理想裝置，除了可進行射頻連續(xù)波耐受性，脈沖波耐受性試驗外，還可用于測試電子電機設備所產生之輻射干擾，及作為對各種近場測試探夾(如電流注入感應器、電壓感應器、場強感應器等)進行校正用之標準場源裝置。
橫電磁波室由矩形外導體和平板中心接地導電板所構成，兩端通過四面尖錐過渡區(qū)與精密50咫冷型同軸連接器連接，接地導電板用絕緣支架固定，將橫電磁波室分成兩部分。待測件之供電系統(tǒng)通過電源濾波器進入，長方形橫電磁波室之優(yōu)點是腔體內之場強比較均勻，而正方形橫電磁波室之優(yōu)點是在相同可用空間條件下，工作頻率范圍較寬，所需用料省，體積較小。與平行板線相類似，待測件在橫電磁波室占有之空間一般不超過接地導電板到底板間距的三分之一和前后壁板間距的三分之一，橫電磁波室之工作頻率與終端負載之匹配情況有關，上限頻率依賴于接地導電板到上下底板間距之尺寸，而且與接地導電板到底板間距d成反比，距離越大，上限工作頻率越低。為了使橫電磁波室之工作頻率提高到 1GHz范圍，于是GTEM(Gigahertz TEM)橫電磁波室因應而生，它之外型是斜面角錐狀，詳加說明如圖，待測件放置方式與TEM橫電磁波室類似，如圖所示，有各種不同之終端負載，因為工作頻率與終端負載之匹配情況有關，目前歐美EMC商規(guī)已經廣泛應用GTEM橫電磁波室來執(zhí)行輻射發(fā)射與輻射耐受性測試。