使用近場探頭測試與遠(yuǎn)場測試的區(qū)別

　　近場電磁干擾(EMI)測試是電磁兼容性 (EMC) 輻射發(fā)射預(yù)兼容測試中的一個(gè)重要組成。EMI機(jī)構(gòu)使用EMI接收機(jī)和經(jīng)過準(zhǔn)確校準(zhǔn)的天線來測試3或10米距離上的被測設(shè)備(DUT)，這稱為遠(yuǎn)場測量。電磁場的特性主要由被測設(shè)備(DUT)以及它與接收機(jī)和天線的距離決定。遠(yuǎn)場輻射發(fā)射測量可以準(zhǔn)確地告訴我們被測器件是否符合相應(yīng)的EMC/EMI標(biāo)準(zhǔn)。

　　但是，遠(yuǎn)場測試也有一些局限性。它無法告訴工程師，嚴(yán)重的輻射問題到底是來自于USB、LAN之類的通信接口，還是來自殼體的縫隙，或來自連接的電纜乃至電源線。在這種情況下，我們只能使用頻譜分析儀和近場探頭，通過近場測試來定位這些發(fā)射源。近場測試是一種相對量測試，這意味著它需要把被測器件的測試結(jié)果與基準(zhǔn)器件的測試結(jié)果進(jìn)行比較，以預(yù)測被測器件通過一致性測試的可能性。需要注意的是，直接比較近場測試結(jié)果與EMI標(biāo)準(zhǔn)測試極限是沒有意義的，因?yàn)闇y試讀數(shù)受許多因素的影響，包括探頭位置和被測器件的形狀等。

　　近場探頭的類型

　　電磁場是由電場和磁場構(gòu)成。在近場，電場和磁場共同存在，其強(qiáng)度不構(gòu)成固定關(guān)系，所以近場測試使用的近場探頭分為電場探頭和磁場探頭兩種。

　　磁場探頭多為環(huán)形或者圓型外觀，電場探頭多為平面型或線型外觀，我們以HZ-15型探頭組為例，如上圖所示，從左向右，第一個(gè)為磁場探頭，第二個(gè)為電場探頭。

　　如何選擇合適的探頭

　　1. 探頭大小的選擇

　　選擇近場探頭往往要考慮幾個(gè)重要因素，包括分辨率 、靈敏度和頻率范圍等。

　　近場探頭的靈敏度不是一個(gè)絕對的指標(biāo)，關(guān)鍵是看探頭和配合使用的頻譜分析儀或者接收機(jī)能不能容易的測量到輻射泄漏信號(hào)，并且有足夠的裕量去觀察改進(jìn)后的變化。如果頻譜儀的靈敏度很高，我們可以選擇靈敏度相對較低一些的探頭。反之就必須選擇靈敏度高的探頭，甚至考慮外接前置放大器提高整體系統(tǒng)的靈敏度。

　　分辨率也就是探頭分辨干擾源位置的能力。而通常來說分辨率和靈敏度是一對矛盾體。以我們最常用的環(huán)狀磁場探頭為例，尺寸越大的環(huán)狀探頭，靈敏度往往越高，測試面積越大，從而分辨率就會(huì)越低。而比較推薦的辦法是選用一組多個(gè)尺寸的探頭，在大范圍測試的時(shí)候用較大的探頭，找到疑似區(qū)域，再逐漸減小探頭尺寸，最終定位到干擾源。

　　2. 探頭類型的選擇

　　近場區(qū)域干擾以電場為主還是磁場為主，主要是由發(fā)射源的類型決定的。簡而言之，在高電壓、低電流的區(qū)域，電場大于磁場。高電流、低電壓的區(qū)域，磁場大于電場。同時(shí)在主要的EMI 測試頻段，磁場隨著距離的變化要快于電場。

　　因?yàn)榇艌鍪怯呻娏鳟a(chǎn)生的，所以我們在測試芯片，器件的管腳、PCB 上的布線、電源線及信號(hào)線纜時(shí)一般選用磁場探頭。當(dāng)磁場傳播線和探頭環(huán)面垂直的時(shí)候，測量數(shù)值最大。所以在測量過程中，工程師一般需要旋轉(zhuǎn)探頭的方向來測量到最大的磁場數(shù)值，同時(shí)避免遺漏重要的發(fā)射源。

　　電場是由電壓產(chǎn)生，所以我們在測試一些未端接器件的線纜 、連接高阻器件的PCB 布線等部件時(shí)一般選用電場探頭。由于部分器件加裝由吸波材料或者屏蔽，使用電場探頭測試時(shí)也需要變換測試位置，尋找最大的電場數(shù)值。

　　3. 前置放大器的選擇

　　近場探頭也分為有源和無源兩大類，有源探頭內(nèi)置了前置放大器，一般需要外接電源供電或者電池供電。有源探頭靈敏度較高，可以測試一些幅度比較低的信號(hào)。如HZ-540型有源近場探頭組。

HZ-540型有源近場探頭組

　　如果只有無源近場探頭，那么在需要測試小信號(hào)時(shí)，可以使用外接前置放大器的方式，即在頻譜分析儀和近場探頭之間增加一個(gè)前置放大器。

　　以HZ-16型前置放大器為例，該放大器具有20dB增益，可有效提高系統(tǒng)靈敏度。

　　近場探頭推薦：