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电磁兼容性（EMC）测试设备测量原理

出处：网络整理时间：2026-07-28

　　在电子设备日益普及的今天，电磁兼容性（EMC）问题愈发受到关注。EMC 测试设备的测量原理对于准确评估电子设备的电磁兼容性至关重要。下面我们将详细探讨相关内容。
　　抖频影响 EMC 原理
　　从频域角度来看，抖频改变了开关噪声的频率特性，把开关频率倍频点的频率特性转变为一个频段的特性，从而减小了单频点赋值。频谱分析仪和接收机是进行 EMC 测试的重要工具。扫频外差式频谱分析仪是当今频谱仪的主流，它应用扫频测量技术，通过扫频信号源得到外差信号，进而进行频域动态分析。而接收机则以点频法为基础，运用本振调谐的原理来测试相应频点的电平值，其扫描模式是通过步进点频调谐的方式获得的。
　　根据工作原理，频谱分析仪和接收机可分为模拟式和数字式两大类，外差式分析是目前使用为广泛的接收和分析方法。不过，频谱仪与接收机在多个方面存在较大差别。
　　在前端预选器方面，频谱仪的信号输入端通常配备一组较为简单的低通滤波器，而接收机则采用对宽带信号有较强抗扰能力的预选器，一般包括一组固定带通滤波器和一组跟踪滤波器，其作用是完成对信号的预选。由于 RF 信号的谐波、交调和其他杂散信号的影响，会导致频谱仪和接收机产生测试误差。相较于频谱仪，接收机需要更高的精度，这就要求在接收机的前端比普通频谱仪多一个预选器，以提高选择性，并且接收机的选择性在 GB/T6113（CISPR16）中有明确规定。
　　在本振信号扫描方面，如今的 EMC 测量既要求能够手动调谐搜索频率点，也需要快速直观地观察 EUT 的频率电平特性，这意味着本振信号既要能测试规定的频率点，又要能够在一定频率范围内进行扫描。频谱仪是通过扫频信号源实现扫频测量的，通常利用斜波或锯齿波信号控制扫频信号源，在预设的频率跨度内进行扫描，从而获得期望的混频输出信号。而接收机的频率扫描是步进、离散的，属于离散的点频测试，它按照操作者预先设定的频率间隔，在处理器的控制下，在每一个频率点进行电平测量，显示的测试结果曲线实际上是单个点频测试的结果。
　　在中频滤波器方面，频谱仪和接收机的中频滤波器带宽是不同的。通常情况下，频谱仪分辨率带宽被定义为幅频特性的 3dB 带宽，而接收机的中频带宽是幅频特性的 6dB 带宽。当频谱仪与接收机设定相同级别的带宽时，它们对信号的实际测试值是不同的，具体表现如图所示：
　

　　从频谱仪和接收机中频滤波器的幅频特性可以看出，当频谱仪 3dB 带宽 B3 与接收机 6dB 带宽 B6 值设为一样时，实际通过两种滤波器的信号幅频特性是不一样的。依据 EMC 标准，无论是民用还是军用标准，带宽均应为 6dB。此外，依据 EMC 标准，要求测试接收机带有峰值、准峰值和平均值检波器，通用频谱分析仪一般带有峰值和平均值检波器，没有准峰值检波器，而 EMC 标准中的限值通常包括准峰值限值。从接收机对信号的处理方式以及 EMC 测试要求来看，接收机要比频谱仪有更高的精度和更低的乱真响应。
　　PFC 抖频的原理
　　PFC 抖频的实现是基于 PFC PWM 的产生特点，由于每一拍只需赋值占空比值，所以 PFC 抖频通过改变定时器周期 PRD 来实现。具体做法是在计数器计数到达 0 之前更改周期值 PRD，装载 PRD 的条件为 UnderFlow。抖频需遵循一个开关周期内有效占空比不变的原则，即把计算得到的占空比乘以计数器周期 PRD，然后赋值给比较寄存器 CMPR，这样就能保证有效占空比不变。
　　DCDC 抖频原理
　　DCDC 抖频同样遵循一个开关周期内有效占空比不变的原则。如下图所示为抖频 PWM 实现原理，在 PRD_1 和 PRD_2 两个不同周期的开关周期内，死区时间 DB 不变，有效占空比 Duty 不变，通过计算得到 1A、1B、2A、2B 四个比较值 CMPR，同样在 underflow 点前装载下一周期的周期值，从而实现移相全桥 PWM 抖频。

　　综上所述，深入了解 EMC 测试设备的测量原理，对于准确评估电子设备的电磁兼容性，确保电子设备在复杂的电磁环境中稳定可靠地运行具有重要意义。同时，掌握 PFC 抖频和 DCDC 抖频原理，有助于在电子电路设计中更好地控制电磁干扰，提高设备的电磁兼容性。

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