远场探头主要用于远场辐射发射测试,这种测试方法在EMC暗室中进行,通常使用经过校准的天线在3米或10米的距离上对被测设备进行测试。远场测试的优势在于能够准确量化产品的电磁辐射水平,判断其是否符合相应的EMI标准。例如,在3米法暗室中,使用EMI接收机和校准天线,可以测量产品在远场中的辐射发射情况,从而判断产品是否满足FCC、CE等国际标准。
远场探头的典型应用包括辐射发射测试,它能够快速评估产品的整体电磁兼容性。在测试过程中,远场探头会测量产品在远场中的电磁场强度,如果产品超标,工程师需要进一步分析原因。远场测试的局限性在于无法精确定位辐射源,它只能告诉你产品是否存在电磁兼容问题,但无法告诉你问题出在哪里。
与远场探头不同,近场探头主要用于近场测试,它能够帮助工程师精确定位辐射源。近场探头分为电场探头和磁场探头两种,分别用于检测电场和磁场。电场探头类似一根小天线,主要用于检测电压相关的干扰源,如未端接器件的线缆、连接高阻器件的PCB布线等。电场探头多为平面型或线性外观,便于检测表面电场分布。
磁场探头则主要用于检测电流相关的干扰源,如芯片、器件的管脚、PCB上的布线、电源线及信号线缆等。磁场探头多为环状,当磁场传播线和探头环面垂直时,测量数值最大。磁场探头能够帮助工程师定位电流泄露的位置,从而进行针对性的整改。
近场测试是一种相对量测试,需要将被测设备的测试结果与基准设备的测试结果进行比较,以预测其通过一致性测试的可能性。由于近场测试结果受探头位置、被测设备形状等多种因素影响,因此不能直接与EMI标准测试极限进行比较。
在实际的EMC测试中,近场探头和远场探头往往需要协同工作。首先,使用远场探头进行辐射发射测试,判断产品是否符合EMI标准。如果产品超标,工程师需要使用近场探头进行近场测试,定位辐射源。通过近场探头,工程师可以找到具体的干扰源,如某个芯片、某条电源线或某个连接器,从而进行针对性的整改。
例如,假设一款手机在远场测试中存在超标辐射,工程师可以使用近场探头对手机进行全方位扫描,通过电场探头和磁场探头的配合使用,定位到具体的干扰源。一旦找到干扰源,工程师可以采取相应的措施,如调整PCB布局、增加滤波器或改进连接器设计等,以降低辐射水平。
选择合适的探头是确保测试准确性的关键。在选择近场探头时,需要考虑分辨率、灵敏度和频率响应等因素。分辨率决定了探头能够检测到的最小干扰源尺寸,灵敏度则决定了探头能够检测到的最小信号强度,而频率响应则决定了探头能够有效检测的频率范围。
例如,一款频率范围为30MHz-3GHz的磁场探头,适用于检测高频电磁干扰,而一款频率范围为1MHz-50MHz的磁场探头,则更适合检测低频电磁干扰。在选择探头时,还需要考虑被测设备的特性和测试环境,以确保探头能够有效地检测到干扰源。
近场测试在实际应用中具有广泛的优势。例如,在电子产品设计中,工程师可以使用近场探头对PCB进行检测,找出潜在的电磁干扰源。通过近场探头,工程师可以检测到PCB上的电流泄露、电压节点或信号耦合等问题,从而进行针对性的改进。
此外,近场探头还可以用于检测机箱、线缆和模块等部分的电磁泄露情况。例如,在检测机箱时,工程师可以使用磁场探头沿着机箱表面移动,找出机箱缝隙或连接器处的电磁泄露点。通过这种方式,工程师可以有效地降低产品的电磁辐射水平,确保产品符合EMI标准。
远场探头和近场探头在EMC测试中各自扮演着重要的角色。远场探头主要用于远场辐射发射测试,能够准确定量地判断产品是否符合EMI标准
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