如何使用Rigol頻譜儀進行EMI預兼容測試

如何使用Rigol頻譜儀進行EMI預兼容測試，針對這個問題，這篇文章詳細介紹了相對應的分析和解答，希望可以幫助更多想解決這個問題的小伙伴找到更簡單易行的方法。

頻譜分析儀有掃頻式及實時兩種類型。掃頻式頻譜儀是最常見的頻譜分析儀，通過本振掃描的方式來實現測試范圍內信號的頻率、功率等參數測試。而實時頻譜分析儀則是在某個固定帶寬內通過實時的數據采集，并進行FFT分析來得到帶寬范圍內信號的幅度、頻率參數測試，速度是掃頻式的上百倍甚至千倍以上。主要考慮測試的頻率范圍，功率范圍，測試速度，信號頻率分辨率要求，信號大小等因素。因為產生對頻譜儀的頻率范圍，DANL，RBW，測試速度等方面的考慮。

電磁兼容性（EMC ）是指設備或系統在其電磁環境中符合要求運行并不對其環境中的任何設備產生無法忍受的電磁干擾的能力。因此，EMC包括電磁干擾（EMI）和電磁抗干擾（EMS）兩個方面。具體分類如下：

隨著電子產品應用的增多，我們周圍的電磁環境正變的日益復雜，對我們工作與生活的影響也愈發密切。如高速PCB中的高頻信號線、集成電路的引腳、各類接插件等都可能成為輻射干擾源，會影響其他系統或本系統內其他子系統的正常工作。

類似軍艦上的雷達和天線，相互之間就有電磁兼容性的問題。

EMC標準

為了保證電子產品滿足在電磁環境中可靠性等的要求，各國都相應地根據國際標準制定了關于電子類產品的EMC法規，要求產品在取得相應的法規認證后才能在該國銷售。我國主要以效仿歐洲標準而建立的國標，3C認證，包括大家熟知的汽車排放標準。

IEC（國際電工委員會）是世界上成立最早的國際性電工標準化機構，負責有關電氣工程和電子工程領域中的國際標準化工作。其下從事EMC標準制定的組織主要有CISPR（國際無線電干擾特別委員會）和TC77（第77技術委員會）<其中TC77主要負責9kHz以下低頻頻段的標準制定>。IEC標準已廣為歐洲、美國、日本、中國等地區和國家采用。其相關的認證為歐盟的CE認證，美國的FCC認證，中國的3C認證等。

EMI測試介紹

EMI（ElectromagneticInterference，電磁干擾）是一種可以通過空間（輻射）或交流線路（傳導）傳遞電磁干擾，影響電氣和電子線路正常運行的現象。包含傳導干擾和輻射干擾兩種。  

1-->傳導干擾：是指通過導電介質（電源線、外部線纜等）把一個電網絡上 

       的信號耦合（干擾）到另一個電網絡。

2-->輻射干擾：是指干擾源通過空間把其信號耦合（干擾）到另一個電網

       絡。

高頻電磁波主要會在導電介質表面傳播，容易透過空間去干擾到另一個電網絡。

受測設備分類

A類設備：非家用和不直接連接到住宅低壓供電網設施中使用的設備（工業和商業）

B類設備：家用設備和直接連接到住宅低壓供電網設施中使用的設備。

測試接收機檢波器要求

因騷擾源有寬帶與窄帶響應不同，一般要求用準峰值和平均值檢波器接收機進行測量（用峰值檢波器測試結果較大時，以標準要求檢波器測量為準）。

準峰值檢波器RBW要求

基本上到1GHz干擾就很小了。

傳導干擾CE 

傳導干擾主要以30MHz以下頻率為主，對于電源端子傳導干擾主要測量被測設備沿電源線向電源網絡發射的騷擾電壓；同時也包括通過信號線傳導到相連的其他周邊設備的騷擾信號。傳導干擾測試設備主要包含人工電源網絡（AMN），通常情況可用LISN替代，限幅器和頻譜分析儀（準峰值檢波器，6dB EMI濾波器）。

限幅器的作用是擔心EUT的電磁輻射太強而影響到頻譜本身，故在網絡中加一個限幅器起保護作用。比如說模擬高壓和雷擊測試的產品通常會增加限幅器。

人工電源網絡（AMN）的作用

1-->隔離和耦合作用：阻止EUT產生的射頻電磁騷擾進入電網，同時衰減來

       自電網的干擾信號；通過耦合電容把射頻騷擾信號接至測量接收機；

2-->穩定阻抗作用：提供統一的阻抗（50Ω），便于在不同電網下的測試結

       果相互比較。

AMN的分類

AMN有兩種類型：用于耦合非對稱電壓的V型與用于耦合對稱電壓和不對稱電壓的Δ型。線性阻抗穩定網絡（LISN）和V型人工電源網絡可替換使用。

對稱電壓：兩導線之間的射頻騷擾電壓，常稱為差模電壓。Va –Vb

非對稱電壓 : 兩導線的電氣中點與參考地之間的射頻電壓，也稱為共模電壓。(Va + Vb)/2

不對稱電壓：導線或端子與規定的接地基準之間的電壓。Va &Vb

實驗場測試環境B類設備電源端子騷擾電壓限制

此圖以電源端子產品的國標為示例，儀表已經內建了A/B兩類產品的標準，測試只需選擇即可。

頻譜在低頻動態范圍很好，所以傳導測試主要是以電源類產品較多。

RSA3000E系列顯示平均噪聲電平低至-161dBm，可以有效保證對微弱信號的測試能力。

測試時需要安裝原廠的S1210--EMI預一致性測試上位機軟件。RSA3000E系列頻譜內置EMI預測試應用軟件，結合符合CISPR標準的濾波器，對產品進行傳導及輻射的預測試，從而發現其傳導/輻射騷擾源并改善。

? 內建CISPR帶寬和偵測器
? 自動掃描多個段
? 限制線和自動峰值/限制搜索
? 使用不同偵測器的最多3條跡線
? 記錄頻率顯示
? 使用三個偵測器在標記或感興趣的信號上進行實時量測
? 天線，LISN，電纜和前置放大器的校正

傳導干擾CE實際測試架構如下

輻射干擾RE測試

當頻率高于30MHz時，輻射變成主要的傳播方式。其測試一般分為認證測試及預測試。認證測試需要在開闊場地或電波暗室中進行，民品測量距離一般分為3m，投入成本非常昂貴。所以通常主要以在設計階段采用預測試方式解決潛在問題。電磁輻射預測試設備主要包含頻譜分析儀（準峰值檢波器，6dB EMI濾波器） ，功率放大器和近場探頭。

功率放大器：主要用來放大進入頻譜分析儀的輻射信號功率。（通常接在探頭后面）

近場探頭：用來接收及傳輸電路中的磁場輻射信號。

近場探頭種類有很多，可以根據實際產品的需求進行選型。

NFP-3-P1，磁場近場探頭，可檢測到10cm范圍內的磁場，適合于檢測泄漏的磁場。例如屏蔽措施的驗證，機箱泄漏測試等。

NFP-3-P2，磁場近場探頭，可檢測到3cm范圍內的磁場，適合于檢測模塊附近的磁場環境。例如精確定位機箱泄漏位置，檢測電路板模塊的磁場方向及強度等。

NFP-3-P3，磁場近場探頭，分辨率約5mm，適合于檢測表面磁場。例如導線、電纜、金屬表面、接插件、電子組件、元器件連接處等產生的磁場。

NFP-3-P4，磁場近場探頭，分辨率約2mm，可檢測垂直方向發射的磁場，適于檢測有電流回路產生的磁場。如PCB布線產生的電磁場測試、IC引腳區域磁場檢測等。

輻射測試示例：

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