电磁干扰测量与诊断.docx

编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径学海无涯苦作舟页码：电磁干扰测量与诊断当你的产品由于电磁干扰发射强度超过电磁兼容标准规定而不能出厂时或当由于电路模块之间的电磁干扰系统不能正常工作时我们就要解决电磁干扰的问题。要解决电磁干扰问题首先要能够“看”到电磁干扰了解电磁干扰的幅度和发生源。本文要介绍有关电磁干扰测量和判断干扰发生源的的方法。１．测量仪器谈到测量电信号电气工程师首先想到的可能就是示波器。示波器是一种将电压幅度随时间变化的规律显示出来的仪器它相当于电气工程师的眼睛使你能够看到线路中电流和电压的变化规律从而掌握电路的工作状态。但是示波器并不是电磁干扰测量与诊断的理想工具。这是因为：A.所有电磁兼容标准中的电磁干扰极限值都是在频域中定义的而示波器显示出的时域波形。因此测试得到的结果无法直接与标准比较。为了将测试结果与标准相比较必须将时域波形变换为频域频谱。B.电磁干扰相对于电路的工作信号往往都是较小的并且电磁干扰的频率往往比信号高而当一些幅度较低的高频信号叠加在一个幅度较大的低频信号时用示波器是无法进行测量。C.示波器的灵敏度在mV级而由天线接收到的电磁干扰的幅度通常为V级因此示波器不能满足灵敏度的要求。测量电磁干扰更合适的仪器是频谱分析仪。频谱分析仪是一种将电压幅度随频率变化的规律显示出来的仪器它显示的波形称为频谱。频谱分析仪克服了示波器在测量电磁干扰中的缺点它能够精确测量各个频率上的干扰强度。对于电磁干扰问题的分析而言频谱分析仪是比示波器更有用的仪器。而用频谱分析仪可以直接显示出信号的各个频谱分量。1.1频谱分析仪的原理频谱分析仪是一台在一定频率范围内扫描接收的接收机它的原理图如图1所示。图1频谱分析仪的原理框图频谱分析仪采用频率扫描超外差的工作方式。混频器将天线上接收到的信号与本振产生的信号混频当混频的频率等于中频时这个信号可以通过中频放大器被放大后进行峰值检波。检波后的信号被视频放大器进行放大然后显示出来。由于本振电路的振荡频率随着时间变化因此频谱分析仪在不同的时间接收的频率是不同的。当本振振荡器的频率随着时间进行扫描时屏幕上就显示出了被测信号在不同频率上的幅度将不同频率上信号的幅度记录下来就得到了被测信号的频谱。根据这个频谱就能够知道被测设备是否有超过标准规定的干扰发射或产生干扰的信号频率是多少。1.2频谱分析仪的使用方法要获得正确的测量结果必须正确地操作频谱分析仪。本节简单介绍频谱分析仪的使用方法。正确使用频谱分析仪的关键是正确设置频谱分析仪的各个参数。下面解释频谱分析仪中主要参数的意义和设置方法。频率扫描范围：规定了频谱分析仪扫描频率的上限和下限。通过调整扫描频率范围可以对感兴趣的频率进行细致的观察。扫描频率范围越宽则扫描一遍所需要时间越长频谱上各点的测量精度越低因此在可能的情况下尽量使用较小的频率范围。在设置这个参数时可以通过设置扫描开始频率和终止频率来确定例如：startfrequency=1MHzstopfrequency=11MHz。也可以通过设置扫描中心频率和频率范围来确定例如：centerfrequency=6MHzspan=10MHz。这两种设置的结果是一样的。中频分辨带宽：规定了频谱分析仪的中频带宽这项指标决定了仪器的选择性和扫描时间。调整分辨带宽可以达到两个目的一个是提高仪器的选择性以便对频率相距很近的两个信号进行区别。另一个目的是提高仪器的灵敏度。因为任何电路都有热噪声这些噪声会将微弱信号淹没而使仪器无法观察微弱信号。噪声的幅度与仪器的通频带宽成正比带宽越宽则噪声越大。因此减小仪器的分辨带宽可以减小仪器本身的噪声从而增强对微弱信号的检测能力。分辨带宽一般以3dB带宽来表示。当分辨带宽变化时屏幕上显示的信号幅度可能会发变化。若测量信号的带宽大于通频带带宽则当带宽增加时由于通过中频放大器的信号总能量增加显示幅度会有所增加。若测量信号的带宽小于通频带宽如对于单根谱线的信号则不管分辨带宽怎样变化显示信号的幅度都不会发生变化。信号带宽超过中频带宽的信号称为宽带信号信号带宽小于中频带宽的信号称为窄带信号。根据信号是宽带信号还是窄带信号能够有效地定位干扰源。扫描时间：仪器接收的信号从扫描频率范围的最低端扫描到最高端所使用的时间叫做扫描时间。扫描时间与扫描频率范围是相匹配的。如果扫描时间过短测量到的信号幅度比实际的信号幅度要小。视频带宽：视频带宽的作用与中频带宽相同可以减小仪器本身的带内噪声从而提高仪器对微弱信号的检测能力。2．用频谱分析仪分析干扰的来源2.1根据干扰信号的频率确定干扰源在解决电磁干扰问题时最重要的一个问题是判断干扰的来源只有准确将干扰源定