在選擇EMC測試設備時,經常會遇到這樣的問題:EMI測量接收機和頻譜儀有什么區別,為什么EMI測試要選擇接收器?根據CISPR16-1(GB/T6113)和GJB152,分析接收器的測試原理,分析接收器和頻譜測試設備的選擇,提供參考——符合標準的接收器是EMC合格評估測試的唯一選擇。

1、接收機與頻譜分析儀的原理差異:
頻譜分析儀是當前頻譜分析的主要工具,特別是掃描頻譜外差頻譜分析儀是當今頻譜儀的主流。利用掃描頻率測量技術,通過掃描頻率信號源獲差信號進行頻域動態分析。
接收機是EMC測試的主要工具。基于點頻法,本振調諧原理測試相應頻點的電平值。接收器的掃描模式應采用步進點頻調諧的方式。
1.1基本原理圖
根據工作原理,頻譜分析儀和測量接收機可分為模擬和數字兩類。差異分析是目前應用最廣泛的接收和分析方法。以下是差異頻譜分析儀和接收器之間的主要區別。
從原理圖來看,頻譜儀與接收機相似,但頻譜儀與接收機在以下幾個方面有很大的不同:前端預選器;本振信號掃描;中頻濾波器;雜散信號和精度。
1.2輸入RF信號的前端處理
測量接收機和頻譜儀在輸入端處理信號是不同的。
頻譜儀的信號輸入端通常有一組相對簡單的低通量濾波器,接收器應使用具有較強抗干擾能力的寬帶信號預選器。通常包括一組固定帶通濾波器和一組跟蹤濾波器來完成信號預選。
由于RF信號的諧波、交調等雜散信號的影響,導致頻譜儀和接收器的測試誤差。與頻譜儀相比,接收機需要更高的精度,這要求接收器前端比普通頻譜儀多一個選擇器,以提高選擇性。
GB/T6113(CISPR16)明確規定了接收機的選擇性。
1.3本振信號的調節
在目前的EMC測量中,人們不僅需要手動調整搜索頻率點,還需要快速直觀地觀察EUT的頻率電平特性。這就要求本振信號不僅要測試規定的頻率點,還要掃描一定的頻率范圍。
頻譜儀通過掃描頻率信號源進行掃描測量。掃描頻率信號源通常由斜波或鋸齒波信號控制,掃描預設的頻率跨度,以獲得預期的混頻輸出信號。
接收機的頻率掃描是步進的、離散的和離散的點頻測試。接收機根據操作員預先設定的頻率間隔,通過處理器的控制在每個頻率點進行電平測量,顯示的測試結果曲線實際上是單個點頻測試的結果。
1.4中頻濾波器
中頻濾波器的帶寬與接收機不同。
頻譜儀分辨率帶寬一般定義為幅頻特性的3dB帶寬,測量接收機的中頻帶寬為幅頻特性的6dB帶寬。當頻譜儀級別的帶寬時,它們對信號的實際測試值是不同的。具體性能如下:
RBW濾波器接收機IFBW濾波器。
從頻譜儀和接收機中頻率濾波器的振幅特性可以看出,當頻譜儀的3dB帶寬B3與接收機的6dB帶寬B6值相同時,兩個濾波器的信號振幅特性實際上是不同的。根據EMC標準,民用和軍事標準的帶寬應為6dB。
1.5檢波器
根據EMC標準,要求測試接收器配備峰值、準峰值和平均值檢測器,通用頻譜分析器一般配備峰值和平均值檢測器,無準峰值檢測器,EMC標準中限通常包括準峰值限。
1.6精度
從接收機對信號的處理方法和EMC測試要求來看,接收器比頻譜儀具有更高的精度和更低的響應。
2.接收機與頻譜分析儀在EMC測試中的差異:
在目前的市場上,我們可以看到一些由頻譜分析儀改造而成的接收機。如果應用于測試,必須符合相應的標準。對于民用EMC測試,測量設備的標準依據是CISPR16-1(GB/T613)。對于軍事標準測試,測量設備的標準依據是GJB152(MIL-STD462)。
我們可以總結出以下簡單的公式:
通用頻譜儀+預選器+6dB中頻濾波器,三種檢波器+點頻測試功能+高精度信號處理=接收器。
公式左側的項目沒有簡單列出,每個項目都有特殊要求。同時,根據設計原理,必須按照儀器制造商的說明進行操作,以滿足相應的要求。
2.1預選器
頻果掃描跨度設置不當,預選器中的固定濾波器和跟隨濾波器將無法正常工作。
2.2點評測試和檢波器
根據EMC標準進行測試時,很多情況下需要對一些固定的頻率點進行實時測試。例如,許多測試工程師在進行輻射干擾測試時,需要根據標準要求選擇合適的頻率點,轉臺旋轉和天線升降,實時快速觀察和記錄該點的電平值。在這種情況下,具有點頻測試功能的接收器可以輕松準確地完成,而通用頻譜分析器不能準確實時地測試單個頻點的電平變化。EMI測試的頻譜分析器必須具有增加功能,可以在掃描跨度為零時快速準確地測試,不僅顯示峰值,還具有準確的峰值和平均值。
根據標準CISPR16-1,在測試峰值、準峰值和平均值波檢測器的脈沖響應時,接收機可以監測單個頻率,以判斷其是否符合標準,而通用光譜儀很難完成這種測量。脈沖響應測量是判斷接收器是否合適的重要指標,不符合標準的只能作為預測試驗設備。
3結論
根據本文對頻譜分析儀和測量接收機的原理分析,EMC測試設計的接收機是適合判斷和認證測試的唯一選擇。許多預測測試儀器,如內置6dB中頻帶寬、準峰值和平均檢測儀,或頻譜分析儀和預選儀,不能完全滿足接收器的要求,只能用于工廠預測測試。
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