近場探棒如何用才可找出輻射源?
發布時間:2017-03-17 責任編輯:sherry
【導讀】近場探棒如何用才可找出輻射源?近場探棒在找出電路板、纜線和外殼中的電磁輻射源時相當有用;但某些狀況下,經過近場探棒偵測而顯示在頻譜分析儀上的信號,會產生誤導。通過一些經驗,你將知道如何克服這些問題。
近場探棒為疑難解答工具,首先你必須確定產品有電磁幹擾的問題,通常會在兼容性測試(compliance test )或預先認證(pre-compliance)檢測時發現。應先透過遠場測量,找出超過法規限製輻射量要求的頻率,然後再找出輻射源。
產品調試測試––電路板
jiashenidechanpinchaoguofushebiaozhun,erqieninshituzhaochuyuanyin,keshishiyixiafangfa。ruoxiangzhaodaodianlubandefusheyuan,nikenengxuyaozaipinpufenxiyishanglianjieyigejiandandecichangtanbang (圖1),然後手動拿著探棒在電路板四處檢測,或是使用自動探棒測試器(automated probe station)近距離檢查。當探棒掃過電路板時,頻譜分析儀將會顯示振幅最大的幹擾諧波(offending harmonics)在何處。當你發現高次諧波(higher harmonic)時,你就會說“啊哈,我找到它了。”

圖1 近場探棒組可能包含三種尺寸的磁場探棒(H-Field) 及一組電場探棒(E-Field) 。
在你真的確認是否有遠場幹擾輻射源前,必須考慮以下兩件事:
哪些因素造成探棒找到這些信號?
測試的地點是否為傳播場(propagating field) ?
磁場由電流所產生,在已知頻率下無論電流多高,你可在頻譜分析儀上看到測量出的峰值(peak)。高電流的狀況可能會發生在電路板的線路上或是芯片內部等。
你(ni)必(bi)須(xu)注(zhu)意(yi)印(yin)刷(shua)電(dian)路(lu)板(ban)的(de)堆(dui)疊(die)方(fang)式(shi),用(yong)近(jin)場(chang)探(tan)棒(bang)檢(jian)測(ce)層(ceng)數(shu)較(jiao)少(shao)的(de)電(dian)路(lu)板(ban)較(jiao)為(wei)容(rong)易(yi)。然(ran)而(er),碰(peng)到(dao)線(xian)路(lu)密(mi)度(du)分(fen)布(bu)高(gao)的(de)電(dian)路(lu)板(ban),特(te)別(bie)是(shi)堆(dui)疊(die)很(hen)多(duo)層(ceng)的(de)板(ban)子(zi),還(hai)有(you)在(zai)不(bu)同(tong)層(ceng)采(cai)用(yong)不(bu)同(tong)電(dian)流(liu)源(yuan)的(de)狀(zhuang)況(kuang)下(xia),透(tou)過(guo)近(jin)場(chang)探(tan)棒(bang)作(zuo)檢(jian)測(ce)會(hui)變(bian)得(de)比(bi)較(jiao)困(kun)難(nan),需(xu)要(yao)特(te)別(bie)留(liu)意(yi)與(yu)分(fen)析(xi)。
這裏有其它可能原因造成高頻時產生高電流的狀況。如果你隻是在離電路板高一點的位置找高近場(high near-fields),你可能會認為是去耦電容(decoupling capacitor)造成高度輻射。在下此結論之前,先考慮一下去耦電容本身的功能。
去耦電容是為了在電路板電源層 (power plane)和接地層(ground plane)間(或線路間)的高頻環境下產生低阻抗路徑(low impedance path),防止高頻噪聲電壓產生。若有任何噪聲電壓產生(例如由芯片所產生的),都會在電容中發現低阻抗路徑。
這zhe代dai表biao電dian容rong將jiang會hui導dao入ru電dian流liu來lai降jiang低di噪zao聲sheng電dian壓ya。因yin為wei電dian容rong的de功gong能neng就jiu是shi導dao入ru電dian流liu而er控kong製zhi電dian源yuan層ceng和he接jie地di層ceng的de噪zao聲sheng,因yin此ci,近jin場chang磁ci探tan棒bang可ke以yi在zai電dian容rong間jian探tan測ce到dao較jiao大da的de近jin場chang(greater near fields)。這並非代表電容會造成問題,而是電容在執行本身應有的功能。
其qi次ci,不bu是shi所suo有you的de近jin場chang都dou會hui傳chuan播bo。透tou過guo數shu學xue的de證zheng明ming方fang法fa已yi經jing超chao出chu了le本ben文wen的de範fan圍wei,但dan非fei傳chuan播bo式shi的de近jin場chang隻zhi能neng儲chu存cun能neng量liang。使shi用yong近jin場chang探tan棒bang,你ni無wu法fa確que定ding近jin場chang測ce量liang是shi傳chuan播bo或huo非fei傳chuan播bo式shi。這zhe並bing不bu意yi味wei著zhe近jin場chang磁ci探tan棒bang沒mei有you幫bang助zhu,它ta隻zhi是shi告gao訴su我wo們men在zai下xia結jie論lun前qian時shi須xu先xian謹jin慎shen思si考kao。
產品調試測試––外殼屏蔽
另一種很常見的調試方式是使用磁探棒在屏蔽內四處“嗅探”幹擾輻射波由何處泄出,因為表麵電流(surface currents)無法穿透外殼屏蔽(shielded enclosure)的結構縫隙,而會圍繞著這些孔隙,而磁探棒通常可以感測到。目前這種測試的結果都很良好。
如果是大型屏蔽(electrically large,在頻率方麵大於1/4波長),並存在噪聲電流,便會產生駐波,這取決於外殼大小。如果頻率對應的外殼尺寸是1/2波長,即使附近沒有孔隙,駐波也會在外殼達到最強。這種情況讓多名EMC工程師猜想輻射波也許由屏蔽的金屬牆穿透,而非透過孔隙。
由於集膚效應(skin effect),射頻電流通常不能穿越屏蔽的金屬牆,而必須透過孔隙或是纜線/連接器而穿透出去。在此例中,磁場探棒的高讀取無法找出噪聲泄漏點。
測ce量liang可ke適shi當dang地di安an撫fu情qing緒xu。但dan是shi,你ni應ying當dang了le解jie測ce量liang方fang式shi,以yi確que保bao你ni的de測ce量liang結jie果guo符fu合he原yuan先xian的de需xu求qiu,還hai有you做zuo出chu的de結jie論lun合he理li且qie符fu合he物wu理li原yuan則ze。切qie勿wu盲mang目mu地di接jie受shou測ce量liang結jie果guo,並bing且qie依yi此ci驟zhou下xia結jie論lun。
總歸一句,當去耦電容的設計適當、且連接電感(connection inductance)最小化時,其使用的好處會比壞處多。
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