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
假(jia)設(she)你(ni)的(de)產(chan)品(pin)超(chao)過(guo)輻(fu)射(she)標(biao)準(zhun),而(er)且(qie)您(nin)試(shi)圖(tu)找(zhao)出(chu)原(yuan)因(yin),可(ke)試(shi)試(shi)以(yi)下(xia)方(fang)法(fa)。若(ruo)想(xiang)找(zhao)到(dao)電(dian)路(lu)板(ban)的(de)輻(fu)射(she)源(yuan),你(ni)可(ke)能(neng)需(xu)要(yao)在(zai)頻(pin)譜(pu)分(fen)析(xi)儀(yi)上(shang)連(lian)接(jie)一(yi)個(ge)簡(jian)單(dan)的(de)磁(ci)場(chang)探(tan)棒(bang) (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。
qici,bushisuoyoudejinchangdouhuichuanbo。touguoshuxuedezhengmingfangfayijingchaochulebenwendefanwei,danfeichuanboshidejinchangzhinengchucunnengliang。shiyongjinchangtanbang,niwufaquedingjinchangceliangshichuanbohuofeichuanboshi。zhebingbuyiweizhejinchangcitanbangmeiyoubangzhu,tazhishigaosuwomenzaixiajielunqianshixuxianjinshensikao。
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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