常用的EMC测试仪器简介

### 常用的EMC测试仪器简介 #### 1. 电流感应器 电流感应器主要用于检测导线中的电流变化所产生的磁场，进而评估设备的电磁兼容性（EMC）性能。这种传感器依据霍尔效应原理工作：当电流通过导线时会产生一个磁场，该磁场穿过电流感应器时会被感应出来。这种技术被广泛应用于执行CE101/CE102等传导干扰测试中。 #### 2. 电源阻抗模拟网络（LISN） 电源阻抗模拟网络（Line Impedance Stabilization Network）是一种专门设计用于EMC测试的耦合电路，它的主要功能是提供一个稳定且干净的电源输入，同时阻止来自待测设备（DUT）的噪声反馈到电网中。LISN内部包含特定的阻抗元件，能够确保电源的质量符合EMC测试的标准要求。在过去，军事标准的传导干扰测试通常采用10uF穿心电容器和LISN结合使用；但从1993年起，军标MIL-STD-462D要求转为以LISN为主要测试工具，并且在测试台上配置了LISN进行测试。同样地，商业标准CISPR也要求测试过程中使用LISN。 #### 3. EMI测试接收机 EMI（Electromagnetic Interference）测试接收机是EMC测试中最常见的基础测试设备之一，用于捕捉并分析电子设备产生的电磁干扰信号。这类接收机可以根据不同的干扰源特性选择不同的检波器类型，如均方根检波器、峰值检波器或准峰值检波器等。对于随机产生的脉冲干扰源，均方根检波器通常是最合适的选择。不同的检波器会导致相同的干扰信号产生不同的测试结果，但在经过适当的转换后可以得到统一的结果。有些接收机可能只配备了峰值或准峰值检波器，此时可以通过外加的转换器来满足不同测试需求。 #### 4. 频谱分析仪 频谱分析仪主要用于分析信号的频谱特性，其内置的检波器通常是峰值检波器，这使得它非常适合于军用EMC测试标准的要求，但对于商用EMC标准则需要额外的配置。为了满足商用EMC标准，通常会在频谱分析仪的输入端配备预选器来防止混频器过载，提升信噪比，并在中频输出端配备准峰值转换器或检波器。这样不仅可以提高系统的灵敏度和动态范围，还可以满足军用EMC测试及CISPR标准的要求。 - **优点**： - 高测试精度 - 大动态范围 - 高频率分辨率 - 高灵敏度 - 小互调干扰 - 四种基本检波方式 - **缺点**： - 无法像频谱分析仪那样快速进行频谱分析和振幅测试 - 对被测信号缺乏快速频谱分析能力 相比之下，频谱分析仪的优点在于能够在广泛的频率范围内快速分析信号的频谱，并且测试设备相对简单，使用更加方便。然而，它的缺点在于测试精度相对较低、频率分辨率不高、互调干扰较大、选择性较差，且通常只有一个峰值检波器。 #### 5. EMC测试用天线 EMC测试中使用的天线种类繁多，覆盖频率范围从几十赫兹到几十吉赫兹。不同频率段使用的天线类型也不尽相同： - 在150Hz~30MHz范围内，通常使用棒状天线和环路天线； - 在30MHz~300MHz范围内，使用偶极子天线和双锥天线； - 在300MHz~1GHz范围内，使用偶极子天线、对数周期天线和对数螺旋天线； - 在1GHz~40GHz范围内，使用喇叭天线。 这些天线的特点包括： - 广泛应用宽频带天线以提高测试效率； - 出厂前提供校正曲线，使用时需要输入这些数据； - 增益不高，方向性不明显； - 许多天线工作在近场区域，测试结果对测试距离非常敏感； - 有些天线仅适用于远场测试，近场测试时电场和磁场之间的比例不再是常数； - 测试动态范围较宽，应根据测试对象合理选择； - 收发天线有时不能互换。 #### 6. 平行板天线 在进行车辆零部件的电磁场辐射耐受性试验（如ISO11452-6标准）时，需要使用平行板天线来创建一个均匀的横电磁波环境。平行板天线的一端连接信号发生器和功率放大器，另一端连接匹配负载，可以在两块平行板之间形成横电磁波的行波状态。平行板天线的工作频率与其尺寸和终端负载匹配情况有关，且与平行板之间的距离成反比。随着频率的升高，平行板间的电磁场会变得不稳定，产生强烈的辐射，影响其他测试设备的工作或对操作人员造成健康风险。因此，在高频工作时，平行板天线需要放置在屏蔽室内或在侧面布置吸收材料以减少辐射。此外，待测设备的大小应控制在两板中间体积的1/3以内，以避免对电场分布产生显著的影响。 以上介绍了几种在EMC设计测试时常用的仪器及其基本原理和技术特点，每种设备都有其适用场景和局限性。选择合适的测试设备对于准确评估产品的EMC性能至关重要。