輻射發(fā)射(RE)測試結(jié)果的影響因素分析
人們希望輻射測量結(jié)果是準確的,就象物體無論放在哪個天平上稱其重量都是相同的。但實際上同一臺機器在不同的認證機構(gòu)實驗室測量結(jié)果可能存在較大差異,A實驗室測量通過的機器在B實驗室測試可能超標,相信很多工程師都遇到類似事件,因此就產(chǎn)生了某個實驗室測試結(jié)果較松與較嚴的說法。
【備注說明】:嚴格說輻射發(fā)射測試不存在精確性,無法保證實驗室間測試結(jié)果完全相同。
在實驗室資格認證體系(CNAS)對電波暗室的要求是符合對應(yīng)的標準要求即可,即不強制實驗室之間測試結(jié)果完全相同;綜合各個實驗室之間測量結(jié)果差異,各個產(chǎn)品制造商明確提出測試余量的要求。
0.1、測量結(jié)果的可重復(fù)性與有效性
輻射發(fā)射測試的基本要求是在一個能確保有效的、可重復(fù)測試結(jié)果環(huán)境下測量。所謂有效性是指測得的噪聲頻點是從待測物體上輻射出來的,而不是環(huán)境所產(chǎn)生的。如果待測物關(guān)機后,噪聲頻點依然存在,那說明噪聲頻點可能來自實驗室測試設(shè)備、環(huán)境噪聲等;如果待測物關(guān)機后噪聲消失,開機后噪聲隨之出現(xiàn),則說明噪聲是從待測物出來的。
所謂重復(fù)性是同樣的待測物在同個實驗室中測試,在不同的時間段測量的結(jié)果應(yīng)該是相同的,可重復(fù)性與多個因素相關(guān):
測試使用的儀器設(shè)備與線材。
待測物的擺放方式。
待測物的工作狀態(tài)。
測試時使用的輔助測試軟件。
待測物擺放是一個很容易被工程師忽略的重要因素,因此經(jīng)常看到工程師對測試結(jié)果苦惱不已,認為是場地問題造成的。待測物的內(nèi)部或者外部基本都存在連接線材,線材可能是激勵天線將噪聲耦合發(fā)射,待測物線纜的擺放方式不一致,這些天線的性能也將產(chǎn)生變化,因此測量結(jié)果存在較大差異。
0.2、被測物(EUT)工作狀態(tài)對測試結(jié)果的影響
輻射發(fā)射測試結(jié)果跟待測物的工作狀態(tài)緊密相關(guān),不同產(chǎn)品狀態(tài)各異。測試機構(gòu)人員對產(chǎn)品的工作模式、工作狀態(tài)也不熟悉,可能不同的機構(gòu)測試的狀態(tài)不同。被測物工作的狀態(tài)主要有如下影響:
開關(guān)電源類產(chǎn)品,工作在輕載與重載,不同負載情況下的開關(guān)頻率,控制方
式則不同,可能引起噪聲干擾的巨大變化。
開關(guān)電源類產(chǎn)品,輸入電壓不同情況下開關(guān)工作頻率,控制方式不同,可能
引起噪聲干擾的巨大變化。
顯示類產(chǎn)品,輸入信號模式不同,測試畫面不同可能引起噪聲干擾的變化。
集成電機模塊、繼電器模塊產(chǎn)品,尤其是電機產(chǎn)品在不同的轉(zhuǎn)速,可能引起
噪聲干擾的明顯變化。
0.3、天線極化方向的影響
我們進行輻射測量時,經(jīng)常發(fā)現(xiàn)天線水平方向與垂直方向測量結(jié)果存在很大差異,要解釋這個差異需要從天線的極化原理說明。所謂天線的極化,就是指天線輻射時形成的電場強度方向。當(dāng)電場強度方向垂直于地面時,此電波就稱為垂直極化波;當(dāng)電場強度方向平行于地面時,此電波就稱為水平極化波。由于電波的特性,決定了水平極化傳播的信號在貼近地面時會在大地表面產(chǎn)生極化電流,極化電流因受大地阻抗影響產(chǎn)生熱能而使電場信號迅速衰減,而垂直極化方式則不易產(chǎn)生極化電流,從而避免了能量的大幅衰減,保證了信號的有效傳播。
偶極天線水平擺放稱為水平極化,垂直擺放稱為垂直極化,45度擺放稱為交叉極化。我們假設(shè)發(fā)射天線及接收天線都是偶極天線,當(dāng)發(fā)射天線與接收天線同方向時,由于所產(chǎn)生的電磁波極化方向相同,故此時接收天線可得到最大的共振接收強度。
實際測試當(dāng)中,首先要找出測試效果最差的方向,然后初步判斷待測物內(nèi)部或外部是否有跟接收天線方向相同的走線或線纜,然后再逐步排除可疑點
現(xiàn)實當(dāng)中還存在一種情況,那就是水平和垂直方向噪聲的讀點值一樣高。這種情形通常表示干擾源非常強,故內(nèi)部的各種導(dǎo)線很容易受到耦合,這時往往要從器件的Layout、器件布局、濾波設(shè)計、接地設(shè)計方面進行處理,這極有可能會導(dǎo)致改板。
0.4、線纜長度的影響
波長是指波在一個振動周期內(nèi)傳播的距離。也就是沿著波的傳播方向,相鄰兩個振動相位相差2π的點之間距離,在相同的介質(zhì),頻率越高波長越短。理論與實踐證明:低頻段輻射噪聲頻點,往往與外部連接線纜的長度呈現(xiàn)強相關(guān),即與發(fā)射頻點的波長相關(guān)。