目前,研發(fā)工程師需要完成具有挑戰(zhàn)性的產(chǎn)品上市時(shí)間目標(biāo)。延長(zhǎng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)間和推遲產(chǎn)品發(fā)布會(huì)錯(cuò)失機(jī)遇和市場(chǎng)份額,從而付出高昂代價(jià)。大量產(chǎn)品在首次進(jìn)行 EMC 一致性測(cè)試時(shí)都會(huì)不合格。工程師進(jìn)行調(diào)試、隔離故障和校正 EMI 問(wèn)題的每一天,都是在推遲產(chǎn)品的上市時(shí)間。

典型微帶線上的磁場(chǎng)線和電場(chǎng)線
羅德與施瓦茨解決方案
要應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn),可以在產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期執(zhí)行 EMI 測(cè)試。這可以提高產(chǎn)品通過(guò) EMC 一致性測(cè)試的概率;此測(cè)試通常在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)末期進(jìn)行。如圖所示,在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)末期校正 EMI 問(wèn)題的成本要超過(guò)早期校正。在設(shè)計(jì)周期檢查點(diǎn)中整合預(yù)防措施,有助于避免出現(xiàn)成本高昂的項(xiàng)目延期問(wèn)題。開(kāi)關(guān)電源便是一個(gè)很好的例子。在開(kāi)關(guān)電源的相關(guān)設(shè)計(jì)中,需要進(jìn)行測(cè)試多方位。高功率以及快速接通和斷開(kāi)電流存在巨大的 EMI 風(fēng)險(xiǎn)。

輻射發(fā)射裝置:輻射發(fā)射測(cè)試使用近場(chǎng)探頭進(jìn)行探測(cè)。此裝置使用磁場(chǎng)探頭測(cè)量被測(cè)設(shè)備的 EMI 輻射。
輻射發(fā)射
所有電路都會(huì)出現(xiàn)輻射發(fā)射。輻射發(fā)射測(cè)試測(cè)量產(chǎn)品產(chǎn)生的無(wú)意發(fā)射的電磁場(chǎng)強(qiáng)度。
設(shè)置簡(jiǎn)單
EMI調(diào)試只需幾個(gè)步驟:
將合適的R&S?HZ-17近場(chǎng)探頭連接到R&S?FPC1000或R&S?FPC1500分析儀的射頻輸入端
將探頭移至被測(cè)電路板或模塊上
R&S?ELEKTRA EMI軟件(R&S?ELEMI-E)便于記錄結(jié)果
R&S?HZ-17 包含兩個(gè)探頭。較大的環(huán)型探頭具備出色的增益,適用于概要測(cè)量。較小的探頭有一個(gè)插孔式探頭尖端, 并且也具備出色的增益,適用于低至電路板跡線的空間分辨率測(cè)量。如下圖所示,無(wú)論使用哪一個(gè)探頭,都需要考慮極化問(wèn)題。場(chǎng)線必須垂直于探頭接收區(qū)域。
輻射發(fā)射的相應(yīng)頻率范圍為30 MHz至1000 MHz,以測(cè)量因不足1 μs的開(kāi)關(guān)瞬態(tài)變化導(dǎo)致的高頻干擾。
根據(jù)組件選擇或先前進(jìn)行的測(cè)量,設(shè)計(jì)人員已經(jīng)知道被測(cè)電路板或模塊的臨界頻率。必須在 R&S?FPC 上相應(yīng)地設(shè)置頻率和跨度。限值線可在顯示屏上用作合格/不合格指示,并輕松監(jiān)控 EMI 設(shè)計(jì)優(yōu)化后的改進(jìn)情況。
實(shí)驗(yàn)臺(tái)上帶有開(kāi)路印刷電路板的非最終裝置會(huì)導(dǎo)致高頻耦合問(wèn)題,如果電路板安裝在金屬外殼中且接地良好,可解決這個(gè)問(wèn)題。
適用于開(kāi)關(guān)電源的應(yīng)對(duì)措施
如果被測(cè)設(shè)備超過(guò)發(fā)射限值,可以優(yōu)化印刷電路板布局(例如縮短跡線、避免耦合),或進(jìn)行主動(dòng)測(cè)試(例如基于測(cè)量發(fā)射的組件選擇)。

傳導(dǎo)發(fā)射裝置
傳導(dǎo)發(fā)射
EMI 測(cè)量不僅包括輻射發(fā)射,還包括傳播至電源的傳導(dǎo)發(fā)射。傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)量需要將射頻信號(hào)與電源分離并穩(wěn)定在 50 Ω。這可以使用線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò) (LISN)。
實(shí)驗(yàn)室是一個(gè)噪雜且不斷變化的電氣環(huán)境, 因此需要借助參考接地面進(jìn)行重復(fù)測(cè)量。使用屏蔽暗室有助于避免接收周?chē)h(huán)境中的信號(hào)。
設(shè)置簡(jiǎn)單
羅德與施瓦茨提供簡(jiǎn)單的傳導(dǎo) EMI 測(cè)量解決方案。
將R&S?HM6050-2 LISN分別連接到以下設(shè)備
通過(guò)隔離變壓器連接到電源
被測(cè)設(shè)備
通過(guò)BNC電纜連接到R&S?FPC頻譜分析儀
通過(guò)串行/USB適配器電纜連接到運(yùn)行R&S?ELEKTRA EMI軟件(R&S?ELEMI-E)的電腦以交換線路,并通過(guò)LAN連接到R&S?FPC以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制
使用 R&S?ELEKTRA EMI 軟件設(shè)置儀器之后,可以通過(guò)簡(jiǎn)單的“即按即用”方式根據(jù)預(yù)先配置的測(cè)量裝置使用軟件控制儀器。
在150 kHz至30 MHz頻率范圍內(nèi)使用峰值檢波器和并行平均值檢波器進(jìn)行概要測(cè)量,可獲得開(kāi)關(guān)頻率的基波和諧波分量。
由于最初僅設(shè)置為在 LISN 的 L1 階段或 N 階段進(jìn)行測(cè)量,因此需要測(cè)定其他階段的幅度是否更大。在一些情況下,必須多次重復(fù)測(cè)試序列。
適用于開(kāi)關(guān)電源的應(yīng)對(duì)措施
如果被測(cè)設(shè)備超過(guò)發(fā)射限值,可以優(yōu)化開(kāi)關(guān)電源布局(例如縮短跡線、避免耦合、優(yōu)化接地連接)。也可使用鐵氧體,但這需要借助良好的印刷電路板設(shè)計(jì)。還可以提供額外屏蔽,但這通常成本較為昂貴。
審核編輯 黃宇
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