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在测试电磁兼容时,为何选择EMI测试接收机而非频谱分析仪?

发布日期:2021-06-05    
        在选择电磁兼容测试设备时,我们经常遇到这样的问题:EMI测试接收机和频谱分析仪有什么区别?为什么要选择EMI测试接收机进行电磁干扰测试?根据cispr16-1(GBt6113)和gjb152标准,分析了接收机的测试原理,分析了接收机和频谱测试设备的选择,并提供参考——符合标准的接收机是EMC鉴定测试的唯一选择
        

EMI接收机与频谱分析仪的原理区别

        
        频谱分析仪是当前频谱分析的主要工具,特别是扫频外差频谱分析仪是当今频谱分析仪的主流
        
        频谱分析仪是研究电信号频谱结构的仪器。它用于测量信号参数,如信号失真、调制、频谱纯度、频率稳定性和互调失真。它可以用来测量放大器、滤波器等电路系统的一些参数。它是一种多用途的电子测量仪器
 

 
        
        接收机是进行电磁兼容测试的主要工具。在点频法的基础上,利用本振调谐原理测试了相应频点的电平值。接收机的扫描方式应通过阶跃频率调谐
        
        

        1.1基本原理图

        
        获得。根据工作原理,频谱分析仪和接收机可分为模拟型和数字型。外差分析是应用最广泛的接收和分析方法。从原理图上分析了外差频谱分析仪与接收机的主要区别,频谱分析仪与接收机类似,但在以下几个方面与接收机有很大的区别:前端预选器;本振信号扫描;中频滤波器;杂散信号和精度
        

 

        1.2输入射频信号

        
        接收机的前端处理不同于频谱分析仪
        
        频谱分析仪的信号输入通常有一组简单的低通滤波器,接收机应采用对宽带信号具有较强抗干扰能力的预选器。它通常包括一组固定的带通滤波器和一组跟踪滤波器来完成信号的预选择
 

 
        
        由于射频信号的谐波、交叉等杂散信号的影响,会引起分光计和接收机的测试误差。与频谱分析仪相比,接收机的精度要求更高,这就需要在接收机前端设置预选器来提高接收机的选择性。目前的电磁兼容测量中,GBt6113(cispr16)
 

 
        

        1.3本振信号的调整

        
        接收机的选择性是规定的,人们不仅需要能够手动调谐和搜索频率点,还需要快速直观地观察受试设备的频率和电平特性。这就要求本振信号不仅可以测试指定的频率点,而且可以在一定的频率范围内扫描
        
        频谱分析仪通过扫频信号源实现扫频测量。通常,扫描信号源由斜波或锯齿波信号控制,在预定的频率范围
        
        内扫描得到所需的混频输出信号,接收机的频率扫描为阶跃、离散和离散点频率测试。接收机根据操作员预设的频率间隔,通过处理器的控制,测量每个频点的电平,而显示的测试结果曲线实际上是单点频率测试的结果
        

        1.4中频滤波器

        
        分光计和接收机的中频滤波器带宽不同
        
        一般定义分光计的分辨率带宽是幅频特性的3dB带宽,接收机中频带宽为幅频特性6dB带宽。当频谱分析仪和接收机设置相同的带宽水平时,它们对信号的实际测试值是不同的。具体性能如下图
        
        频谱分析仪rew滤波器接收机ifbw滤波器
        
        从频谱分析仪和接收机中频滤波器的幅频特性来看,可以看出,当频谱分析仪3dB带宽B3和接收机6dB带宽B6设置为相同的值时,通过这两个滤波器的信号的实际幅频特性并不相同。根据EMC标准,民用和军用的带宽都应为6dB
        

        1.5检波器

        
        根据EMC标准,测试接收机要求有峰值检波器、准峰值检波器和平均检波器。通用频谱分析仪一般有峰值检波器和平均检波器,但没有准峰值检波器。EMC标准中的限值通常包括准峰值限值
        

        1.6精度

        从接收机的信号处理方式和EMC测试要求来看,接收机具有比频谱分析仪448更高的精度和更低的杂散响应

二、EMI接收机与频谱分析仪电磁兼容测试的差异。


对于民用电磁兼容试验,测量设备的标准是基于cispr16-1(GBt6113)。对于军用标准测试,测量设备的标准依据是gjb152(MIL-STD462)
根据上一章的原理分析,我们可以总结出如下简单公式:
通用频谱分析仪+预选器+6dB之中频滤波器,三种检波器+点频测试功能+高精度信号处理=接收机
公式右侧的每一项不是简单列出的,每一项都有特殊要求,在使用之中,必须按照仪器制造商的说明进行操作,以满足相应的要求
 

2.1预选器频段的选择

      必须基于制造商的说明。如果扫描范围设置不当,预选器中的固定滤波器和后续滤波器将无法正常工作
 

2.2点频测试和检波器

        在按EMC标准测试时,很多情况之下需要对一些固定频点进行实时测试。例如,许多测试工程师需要选择合适的频点,旋转转台,提起天线,快速实时观察并记录该频点的电平值。在这种情况之下,具有点频测试功能的接收机可以方便、准确地完成,而普通频谱分析仪不能实时准确地测试单个频点的电平变化。用于电磁干扰测试的频谱分析仪必须有一个附加功能,当扫描范围(spna)为零时,它能快速准确地测试,不仅能显示峰值,同时还应具有准峰值和平均值,根据cispr16-1标准,在测试峰值的脉冲响应时,准峰值检波器和平均检波器,接收机可以监测单个频率的点频率,判断其是否符合标准。然而,普通频谱分析仪很难完成这种测量。脉冲响应测量是判断接收机是否合适的重要指标。不符合标准的只能作为预试验设备
 

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