近場探測及其在EMC故障排除中的使用
EMC測試分為兩個主要類別:
排放測試:確保電力線,通信線和系統(tǒng)本身發(fā)出的能量保持在可接受的限制之內(nèi)。設(shè)備通常會失敗,因為它的某些部分會產(chǎn)生過多的輻射能量。
免疫測試:驗證正在測試的設(shè)備(EUT)即使受到外部干擾也能保持功能。失敗的常見原因是,一個或多個EUT的組件對應(yīng)用的電場或磁場過于敏感。
從產(chǎn)品開發(fā)的早期階段來解決EMC的遵守非常重要,而仍然有時間解決任何問題。一旦設(shè)計和構(gòu)建系統(tǒng),就很難進(jìn)行必要的修改。
不幸的是,當(dāng)在正式的EMC測試活動中出現(xiàn)問題時,很難甚至不可能知道問題的確切位置。例如,說我們正在EMC室中測試系統(tǒng)。每個EMC問題都有三個部分:
受害者:受排放影響的組件。
耦合路徑:從源到受害者的路線。
EMC腔室測量了遠(yuǎn)處的排放,因此這里的受害者將是測量天線,而路徑將是腔室內(nèi)的自由空氣。但是,我們?nèi)匀徊恢琅欧诺膩碓础?/p>
另外,說計算機(jī)的屏幕在輻射免疫測試中開始眨眼。該問題的效果在屏幕上可見,但是問題的來源可能是屏蔽電纜有故障的屏蔽,主處理器對測試頻率的敏感性或其他內(nèi)容。
識別電磁干擾(EMI)的原因通常需要特殊工具。實(shí)際上,如果該工具是近場探測器,則只有一種工具可以消除數(shù)小時的故障排除。在EMC測試期間,我們可以使用近場探針來識別來源和受害者。正如我們在文章后面討論的那樣,它們也可以用來驗證EMI屏蔽的有效性。
什么是近場探測器?
近場探針(圖1)是診斷工具,用于測量與其來源緊鄰的電磁場。它們使其對電場或磁性(H)磁場敏感。相比之下,遠(yuǎn)場測量不能將電子場地與H場分開,因此很難確定干擾的來源。
近場探針的物理工作是基于麥克斯韋的方程式。將電子場探針放入時變電場時會產(chǎn)生可測量的電壓。同樣,H場探針在存在時間變化的磁場的情況下會產(chǎn)生可測量的電流。
近場探針,無論是電子場還是h場,通常都與頻譜分析儀一起觀察頻率分布。但是,如果要觀察時間變化,也可以使用示波器使用近場探針。
為什么在EMC測試中使用近場探針?
如上所述,近場探針可以幫助我們在EMC故障排除期間進(jìn)行以下操作:
確定排放源。
查找敏感組件。
驗證屏蔽的有效性。
確定排放源
讓我們回到個示例中,在那里我們在EMC室內(nèi)測試系統(tǒng)并遇到過多的排放。要進(jìn)行故障排除,我們需要知道哪個組件或結(jié)構(gòu)是問題的根源。近場探測如何幫助我們找到它?
在近場中,我們將擁有一個主要的電場或磁場。因此,我們將需要電子場和H場探針來找到排放源。為了測量發(fā)射水平,我們將探針放置在電路附近。知道排放量高的頻率或頻率,我們可以測量EUT周圍的磁場或電場。
查找敏感組件
在免疫測試中,我們應(yīng)用強(qiáng)電場或磁場,并觀察系統(tǒng)是否按預(yù)期工作。當(dāng)系統(tǒng)失敗測試時,這是因為組件或組件組對應(yīng)用的字段及其頻率敏感。假設(shè)我們知道可能干擾EUT的頻帶,我們可以將信號發(fā)生器連接到探針并生成一個在EMC實(shí)驗室中觀察到的行為的場。
驗證屏蔽有效性
EMI屏蔽可吸收或反映電磁能。圖2顯示了EMC膠帶的一個示例,EMI屏蔽形式。
EMC膠帶用于屏蔽電子設(shè)備。