在电磁兼容性(EMC)领域,近场探头扮演着至关重要的角色。它们主要用于探测电子设备中的电磁辐射源,帮助工程师定位可能引起电磁干扰(EMI)的区域。想象你的手机突然变得异常发热,或者电脑频繁死机,这些问题的背后往往隐藏着不易察觉的电磁干扰。这时,近场探头就能派上用场了。
市面上专业的频谱仪近场探头价格昂贵,这让许多工程师和爱好者望而却步。幸运的是,我们可以用相对廉价的材料制作简易的近场探头,实现基本的工作需求。接下来,就让我们一起看看这些探头的制作方法。
非接触型磁场探头是近场探头中的一种,它能探测交变磁场。制作方法其实很简单,只需要一段同轴电缆和一些基本的工具。首先,剥开同轴电缆前端的一小段屏蔽层,让内部的导线绕成3/4到1英寸的圆环状。将圆环连接到外围的屏蔽层上,形成一个闭合的回路。
这个设计巧妙地运用了法拉第电磁感应原理。当变化的磁场穿过圆环时,会在其中产生感应电流。这个电流的大小和方向与磁场的强度和方向有关,通过测量这个电流,我们就能知道磁场的具体情况。
非接触型电场探头的制作更为简单。只需要剥开同轴电缆前端的一小段屏蔽层,然后套上热缩套管,露出一小段芯线即可。在测试时,电场的变化会在芯线周围感应出电压。这种探头适用于快速检测电场强度的变化,但精度相对较低。
如果你需要更精确的测量,可以尝试制作接触型电场探头。这种探头需要在同轴电缆前端剥开屏蔽层,并用铜线或镀银线制作一个电容耦合探头。探头的构造中包含了一个寄生的小电容,用于信号耦合。铜线与电缆之间形成间隙,起到电容的作用,能够更精确地感应电场变化。
复合探头是一种能同时探测磁场和电场的工具,这在实际操作中非常方便。制作复合探头需要更多的技术,但原理与前面提到的探头类似。通常,复合探头由基板、磁场探头、电场探头和两个SMA接头组成。
基板采用印制电路板,顶部和底部铜箔层上各制作有一基于CB-CPW的馈线结构。这两个馈线结构与中间的铜箔层构成背覆地共面波导,两侧设置有过孔栅栏结构。磁场探头和电场探头分别设置在基板的正面和背面,通过背覆地共面波导与SMA接头连接。
这种设计使得磁场探头和电场探头能够同时工作,互不干扰,大大提高了测试效率。
球形近场测试探头是一种体积较小、可进场测试的辐射定位探头,适用于机箱、电路板或电子系统的电场辐射泄漏位置及泄漏量的准确定位。制作这种探头需要球形接收体、探头腔体、射频回路和射频同轴连接器。
探头腔体是一端开口的中空绝缘壳体,封闭端是球形腔体,开端有测试手柄。球形接收体设置在球形腔体内,射频回路设置在棒状腔体内。射频回路前端的芯线与球形接收体的外表面焊接固定,两者之间形成绝缘间隙。测试手柄包裹在射频回路的末端外侧,射频同轴连接器设置在探头腔体的开端,并内嵌在测试手柄的末端。
这种探头设计巧妙,能够精确地定位电场辐射泄漏的位置,适用于各种复杂的电子设备。
近场探头在电子测试领域有着广泛的应用。无论是手机、电脑、汽车电子,还是医疗设备、通信设备,都需要近场探头来检测电磁干扰。通过制作简易的近场探头,工程师和爱好者可以在家或实验室中进行基本的电磁兼容性测试,及时发现并解决电磁干扰问题。
制作近场探头不仅需要理论知识,还需要动手能力。通过实践,你可以更深入地理解电磁场的特性,掌握电磁兼容性测试的技巧。这不仅对你日常的电子设备使用有帮助,还能提升你的专业技能。
近场探头虽然看似简单,但它们在电磁兼容性测试中发挥着不可替代的作用。通过了解和
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