近场探测及其在EMC故障排除中的使用

时间:2025-02-06
  EMC测试分为两个主要类别:
  排放测试:确保电力线,通信线和系统本身发出的能量保持在可接受的限制之内。设备通常会失败,因为它的某些部分会产生过多的辐射能量。
  免疫测试:验证正在测试的设备(EUT)即使受到外部干扰也能保持功能。失败的常见原因是,一个或多个EUT的组件对应用的电场或磁场过于敏感。
  从产品开发的早期阶段来解决EMC的遵守非常重要,而仍然有时间解决任何问题。一旦设计和构建系统,就很难进行必要的修改。
  不幸的是,当在正式的EMC测试活动中出现问题时,很难甚至不可能知道问题的确切位置。例如,说我们正在EMC室中测试系统。每个EMC问题都有三个部分:
  受害者:受排放影响的组件。
  耦合路径:从源到受害者的路线。

  EMC腔室测量了远处的排放,因此这里的受害者将是测量天线,而路径将是腔室内的自由空气。但是,我们仍然不知道排放的来源。

  另外,说计算机的屏幕在辐射免疫测试中开始眨眼。该问题的效果在屏幕上可见,但是问题的来源可能是屏蔽电缆有故障的屏蔽,主处理器对测试频率的敏感性或其他内容。
  识别电磁干扰(EMI)的原因通常需要特殊工具。实际上,如果该工具是近场探测器,则只有一种工具可以消除数小时的故障排除。在EMC测试期间,我们可以使用近场探针来识别来源和受害者。正如我们在文章后面讨论的那样,它们也可以用来验证EMI屏蔽的有效性。
  什么是近场探测器?
  近场探针(图1)是诊断工具,用于测量与其来源紧邻的电磁场。它们使其对电场或磁性(H)磁场敏感。相比之下,远场测量不能将电子场地与H场分开,因此很难确定干扰的来源。
  近场探针的物理工作是基于麦克斯韦的方程式。将电子场探针放入时变电场时会产生可测量的电压。同样,H场探针在存在时间变化的磁场的情况下会产生可测量的电流。
  近场探针,无论是电子场还是h场,通常都与频谱分析仪一起观察频率分布。但是,如果要观察时间变化,也可以使用示波器使用近场探针。
  为什么在EMC测试中使用近场探针?
  如上所述,近场探针可以帮助我们在EMC故障排除期间进行以下操作:
  确定排放源。
  查找敏感组件。
  验证屏蔽的有效性。
  确定排放源
  让我们回到个示例中,在那里我们在EMC室内测试系统并遇到过多的排放。要进行故障排除,我们需要知道哪个组件或结构是问题的根源。近场探测如何帮助我们找到它?
  在近场中,我们将拥有一个主要的电场或磁场。因此,我们将需要电子场和H场探针来找到排放源。为了测量发射水平,我们将探针放置在电路附近。知道排放量高的频率或频率,我们可以测量EUT周围的磁场或电场。
  查找敏感组件
  在免疫测试中,我们应用强电场或磁场,并观察系统是否按预期工作。当系统失败测试时,这是因为组件或组件组对应用的字段及其频率敏感。假设我们知道可能干扰EUT的频带,我们可以将信号发生器连接到探针并生成一个在EMC实验室中观察到的行为的场。
  验证屏蔽有效性

  EMI屏蔽可吸收或反映电磁能。图2显示了EMC胶带的一个示例,EMI屏蔽形式。

  EMC胶带用于屏蔽电子设备。
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