EMC測量設備的選擇

　　在EMC測試設備選型時，常遇到這樣的問題：EMI接收機與頻譜儀到底有何不同，為何EMI測試要選用接收機？本文依據ＣＩＳＰＲ１６－１（ＧＢ／Ｔ６１１３）和ＧＪＢ１５２，對于接收機的測試原理進行剖析，分析接收機與頻譜測試設備的選擇提供參考－符合標準的接收機是EMC合格評定測試的唯一選擇。

    １、接收機和頻譜分析儀的原理差異

　　頻譜分析儀是當前頻譜分析的主要工具，尤其是掃頻外差式頻譜分析儀是當今頻譜儀的主流，應用掃頻測量技術，通過掃頻信號源得到外差信號進行頻域動態分析。

　　接收機是進行EMC測試的主要工具，以點頻法為基礎，應用本振調諧的原理測試相應頻點的電平值。接收機的掃描模式應當是以步進點頻調諧的方式得到的。

　　根據工作原理，頻譜分析儀和接收機可分為模擬式和數字式兩大類。外差式分析是當前使用最為廣泛的接收和分析方法。下面就外差式頻譜分析儀與接收機之間的主要差別作一分析。

　　從原理圖上看，頻譜儀與接收機類似，但是頻譜儀與接收機在以下幾方面差別較大：前端預選器；本振信號掃描；中頻濾波器；雜散信號和精度。

    輸入ＲＦ信號的前端處理

　　接收機與頻譜儀在輸入端對信號進行的處理是不同的。

　　頻譜儀的信號輸入端通常有一組較為簡單的低通濾波器，而接收機要采用對寬帶信號有較強的抗擾能力的預選器。通常包括一組固定帶通濾波器和一組跟蹤濾波器，完成對信號的預選。

　　由于ＲＦ信號的諧波、交調和其它雜散信號的影響，造成頻譜儀和接收機測試誤差。相對于頻譜儀而言，接收機需要更高的精度，這要求在接收機的前端比普通頻譜儀多出一個預選器，提高選擇性。

　　接收機的選擇性在ＧＢ／Ｔ６１１３（ＣＩＳＰＲ１６）中有明確規定。

    本振信號的調節

　　現在的EMC測量，人們不止要求能手動調諧搜索頻率點，也需要快速直觀觀察ＥＵＴ的頻率電平特性。這就是要求本振信號既能測試規定的頻率點，也能夠在一定頻率范圍掃描。

　　頻譜儀是通過掃頻信號源實現掃頻測量的。通常通過斜波或鋸齒波信號控制掃頻信號源，在預設的頻率跨度內掃描，獲得期望的混頻輸出信號。

　　接收機的頻率掃描是步進的，離散的，是離散的點頻測試。接收機按照操作者預先設定的頻率間隔，通過處理器的控制，在每一個頻率點進行電平測量，顯示的測試結果曲線實際是單個點頻測試的的結果。

    中頻濾波器

　　頻譜儀和接收機的中頻濾波器的帶寬是不同的。

　　通常定義頻譜儀分辨率帶寬是幅頻特性的３dＢ帶寬，而接收機的中頻帶寬是幅頻特性的６dＢ帶寬。當頻譜儀與接收機設定相同級別的帶寬時，它們對信號的實際測試值是不同的。具體的表現如下圖：

　　頻譜儀ＲＢＷ濾波器 接收機ＩＦＢＷ濾波器

　　從頻譜儀和接收機中頻濾波器的幅頻特性可以看出，當頻譜儀３dＢ帶寬Ｂ３與接收機６dＢ帶寬Ｂ６值設為一樣時，實際通過兩種濾波器的信號幅頻特性是不一樣的。依據EMC標準，無論是民用還是軍用標準，帶寬均應為６dＢ。

　　檢波器

　　依據EMC標準，要求測試接收機帶有峰值、準峰值和平均值檢波器，通用頻譜分析儀一般帶有峰值和平均值檢波器，沒有準峰值檢波器，而EMC標準中限值通常包括準峰值限值。

    精度

　　從接收機對信號的處理方式以及EMC測試要求看，接收機要比頻譜儀有更高的精度，更低的亂真響應。

　　２ 接收機與頻譜分析儀在EMC測試應用的差異

　　在目前的市場上，我們可以見到一些通過頻譜分析儀改造而來的接收機，如果應用它們進行測試，必須符合相應的標準。對于民用EMC測試，測量設備標準依據為ＣＩＳＰＲ１６－１（ＧＢ／Ｔ６１１３）。對于軍用標準測試，測量設備的標準依據是ＧＪＢ１５２（ＭＩＬ－ＳＴＤ４６２）。

　　根據上一章原理分析，我們可以總結出下面一個簡單的公式：

　　通用頻譜儀＋預選器＋６dB中頻濾波器，三種檢波器＋點頻測試功能＋高精度信號處理＝接收機

　　在公式左邊各項并非簡單羅列，每項都有特殊要求，同時根據設計原理，在使用中必須依據儀器生產商的說明進行操作，才能達到相應要求。

　　預選器

　　頻段的選擇必須依據生產商的說明，如果掃描跨度設置不合適，預選器中的固定濾波器和跟隨濾波器就無法正常工作。

　  點頻測試和檢波器

　　在依據EMC標準進行測試時，許多情況下需要對某些固定的頻率點進行實時測試。例如，許多測試工程師在進行輻射干擾測試時，依據標準要求，需要選擇合適的頻率點，進行轉臺的轉動和天線的升降，實時快速觀察和記錄該點的電平值。在這種情況下，具有點頻測試功能的接收機能夠方便準確地完成，而通用頻譜分析儀無法準確實時測試單一頻點的電平變化，EMI測試用頻譜分析儀必須有增加的功能，能夠在掃描跨度（ＳＰＡＮ）為零時，快速準確的進行測試，不止是峰值顯示，同時要有準峰值和平均值。

　　依據標準ＣＩＳＰＲ１６－１，對峰值、準峰值和平均值檢波器作脈沖響應測試時，接收機可以對單一頻率進行點頻監測，判斷其是否符合標準，而通用頻譜儀完成這種測量是很困難的。脈沖響應測量是判斷接收機合適與否的一個重要指標，不符合標準的僅能作為預測試設備。

　　３　結論

　　依據本文對頻譜分析儀和接收機所作的原理分析，針對EMC測試設計的接收機是適合判定和認證測試的唯一選擇。許多預測試儀器，如頻譜分析儀內置６dB中頻帶寬、準峰值和平均值檢波器，或頻譜分析儀外加預選器，都無法完全達到接收機的要求，只可以用于工廠預測試。