[经验] EMI发射测试：峰值，准峰值和平均值测量

eastxidu · 发表于 2019-3-25 14:48

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EMI辐射测试对于将产品推向市场至关重要。大多数电气和

电子

产品都需要符合法规要求，必须在经过批准的测试实验室中进行。这种测试可能很昂贵，尤其是在产品失效的情况下。测试失败可能导致上市时间和成本超支。为了最大限度地减少在合规性测试之前前往测试实验室的不必要的行程，您可以测量产品的EMI辐射。这不仅会增加您第一次通过排放合规性测试的机会，还可以帮助您尽早发现潜在问题，并减少对最后一分钟产品重新设计的需求。您可以使用频谱分析仪或EMI接收机进行多项测量。准峰值，峰值和平均值

在预兼容测试中，您扫描产品是否存在噪声，并将其与基于所测试设备的区域和类别的各种标准中描述的限制线进行比较。在美国，这是用于商业设备的FCC第15部分。还有许多其他行业特定的标准，例如汽车和军用产品。标准还规定了如何测量噪声。大多数商业标准使用CISPR 16-1定义的三种主要检测方法：峰值，准峰值和平均值。来自众多供应商的台式和USB频谱分析仪和EMI接收器具有这种测量能力。

顾名思义，峰值检测保留了发射信号中每个谐波的峰值，表明最坏情况。平均检测提供其周期内每个信号分量的平均幅度。准峰值检测基于其重复率对每个组分进行加权：重复率越快，给予该组分的权重越高。图1显示了三个探测器输出对两个相似脉冲信号的响应，其中顶部具有更高的重复率。请注意，准峰值检测器具有更高的电压输出。图1. 准峰值检测器在事件更频繁发生时产生更高的电压输出。

要快速执行EMI扫描，您应该从峰值检测开始进行预执行测试。将结果与公布的准峰值限值进行比较。如果设计符合准峰值限制，并留有大量余量（例如6 dB或更多），则该产品可能通过合规性测试。因此，可能不需要准峰值测试。但是，如果产品略微通过峰检测，则建议进行准峰值测试。这与合规性测试中使用的方法相同，有助于确定潜在的关注领域。预先合规测试

除非您愿意在设施和设备上花费大量资金，否则几乎不可能再现在您自己位置的合规性实验室中发现的完全相同的测试条件。幸运的是，您仍然可以通过投资于低成本设备和设施来增加通过EMI一致性测试的可能性。

理想的测试位置是在无线电环境中，远离蜂窝，基站，广播电台或任何其他环境信号。一个建议是在外部站点（如大型空仓库）设置辐射发射测试。理想的设置避免了带有隐藏金属线束的墙壁或可能产生反射的物体，并且可能使某些故障频率无效和/或放大一些“通过”频率。减少这些反射可能很昂贵，因为您需要吸收辐射以防止反射。许多工程师将使用鸡丝建造一个屏蔽室，以至少减少外部信号的影响。这取决于您的预算。您还需要投资天线，频谱分析仪，三脚架和放大器。可以使用许多天线，但如果预算紧张，您可以选择使用DTV天线或使用

PCB

制作天线。您将需要一个良好的隔离表，隔离变压器和线路阻抗稳定网络（LISN）。图2显示了使用基于USB的实时频谱分析仪的典型辐射测试设置。图2.天线辐射发射的测试装置，频谱分析仪，隔离表，LISN和可能的前置放大器。

首先扫描周围环境，同时将设备保持在原位但关闭。第一次辐射发射扫描应使用峰值检测，因为它速度快，可以快速全面了解噪声幅度与极限的距离以及哪些频率是一个问题。图3显示了环境跟踪和第一次峰值扫描与FCC第15部分A类限制线相比，最高可达960 MHz。环境噪声是蓝绿色迹线，峰值扫描是黄色迹线。该表显示了峰值扫描与限制线的结果。如您所见，结果显示A区域中存在大量突刺以及失败。图3。这些结果显示A区域中存在大量突刺并且发生故障。扫描如图4所示

使用跨区域A的准峰值检测（放大到59 MHz）以获得更精确的结果，并且更符合在认可的测试实验室进行的官方测试。图4.准峰值测试显示设备几乎没有通过，很可能需要进行修改。图4显示了峰值（绿色迹线）和准峰值（黄色迹线）与极限线的结果。在此示例中，设备现在以1.5 dB的余量通过。这可能不足以确保在测试室通过。为了解决预先符合性测试设置中的不准确性，最好有更多的余量。理想情况下，如果可以实现，您至少需要6 dB的余量。

在这种情况下，在准备好在EMC / EMI测试实验室的合规环境中进行测试之前，可能需要对器件进行修改以获得更大的余量。关于频谱分析仪的一句话对于EMC / EMI预兼容测试，选择具有支持准峰值，峰值和平均值检测的软件的频谱分析仪非常重要。许多仪器都支持此功能。在设计和测试合规性时，您可能需要使用所有这三个测试来准确了解产品的通过能力。根本不需要进行辐射发射测试。预先达标峰值和准峰值测试有助于确保过量的EMI辐射不会让您陷入合规性测试中心。