使用近場探頭進行EMI干擾排查

　　EMC作為產品的一個特性，譯為電磁兼容性；如果作為一門學科，則譯為電磁兼容。它包括兩個概念：EMI和EMS。

　　EMI電磁干擾，指自身干擾其它電器產品的電磁干擾量。EMS電磁敏感性，也有稱為電磁抗擾度，是指能忍受其它電器產品的電磁干擾的程度。

　　在開發電子產品的過程中，電磁干擾EMI（Electro Magnetic Interference）是工程師們不得不考慮的問題。電磁干擾（EMI）可能會導致許多問題，尤其是在產品開發階段或產品驗收階段。如果電路設計受到電磁干擾的影響，可能會出現亂碼顯示，數據接觸不良或者是其他線路故障。為了最大限度地減少電磁干擾的影響，各個國家的政府機構都制定并實施了針對各個產品類型的EM輸出的嚴苛標準，一般我們稱為電磁兼容性（EMC）測試。所有電子相關的產品在上市前必須強制性通過電磁兼容性測試。

　　許多EMC兼容測試失敗的原因主要來源于電路中的射頻能量泄漏和電路板設計本身的相互影響。引起這種干擾的電場和磁場肉眼是不可見的，并且當我們想要深究其原因以期能最小化EMI影響時，往往會發現，問題是非常復雜的。

　　是什么導致了這個問題？造成輻射干擾的信號或能量來源在哪里？我該如何解決？

　　我們可以通過一些簡單的工具和技術來幫助識別EMI干擾源。一旦確定了干擾源，我們就可以開始著手解決問題。那么怎么去找出干擾源呢？我們需要用到一種技術，這種技術不是嚴格意義上的標準EMC兼容測試，而是一種預測試，它可以幫助我們快速找到干擾源可能存在的地方，并且不需要昂貴的專業設備和實驗室裝置。

　　在本篇應用指南中，我們將介紹一些常用的預兼容測試相關的技術，例如使用近場探頭來查找可能的EMI泄漏源。此項技術可以快速地識別問題，有效地節約時間和經濟成本。

　　需要注意的是，預一致性測試旨在于幫助識別和解決可能會阻礙EMC認證的問題，并不能完全替代認證實驗室的EMC合規測試。

　　1.電磁輻射基礎知識

　　電磁輻射最常見的產生方式是導體中電流的突變或者電壓的驟升，輻射的路徑通過PCB走線，器件的引腳，連接器或者是其它的金屬介質，包括機箱，機架或者是產品的外殼。電磁輻射實際上是指電場和磁場的相互作用，相互影響。它常常被這樣描述：正交時變的電場和磁場的傳播，如下圖1所示。

　　圖1圖左上角是電磁波的傳播，注意，電場和磁場是互相正交的

　　圖2由電流產生的磁場

　　和磁場不一樣，電場由移動或者靜止的電荷產生。因此，當在散熱片或金屬外殼等諸如此類導電體的表面上產生電磁輻射時，電場產生的輻射會居于主導地位。電場產生的影響也傾向于遠離源（遠場）。某些環境因素如無線電臺，wifi或者是人為的射頻干擾信號，都使得遠場測量更容易出現錯誤。遠場測量，比如說某個兼容測試中的信號發射部分的測量，要求測量者擁有比進行近場測量更復雜的設備和更豐富的知識。

　　通過測量由導體產生的電磁場的幅值和頻率，我們可以找出最可能導致EMI干擾問題的區域。

　　2.設備清單

　　以下是一些用于近場故障排除的基礎設備清單：頻譜儀/EMI接收機：測量相對于頻率的RF功率。頻譜儀的最高輸入頻率應該不低于1GHz,DANL為-100dBm(-40dBuV)或者更小，RBW不低于10kHz。

　　近場探頭：分為磁場近場探頭和電場近場探頭。

　　磁場探頭：磁場發射源通常來自芯片組引腳、印刷電路板導線、電源線或信號線，或沒有良好接地的金屬蓋。磁場探頭的感應元件是一個與發射導線或電線電感耦合的簡易線圈。磁場探頭在它的回路與載流電線對齊時，提供頻譜分析儀的最大輸出電壓。在診斷EMI的故障時，工程師需要在被測器件的表面旋轉和移動探頭，以確定探頭在功率讀數達到最大值時的位置，同時避免遺漏重要的發射源。

　　電場探頭：電場主要來源于未使用負載端接的電纜和電線，以及通向高阻抗邏輯電路的印刷電路板導線(可能是邏輯集成電路的高阻抗輸入或三相輸出)。最簡單的電場探頭實質上就是一個小型天線。電場探頭能夠很方便地探測空中信號，例如蜂窩下行鏈路信號。這些大功率空中信號可能需要增加衰減，以防頻譜分析儀過載。不過，增加衰減將會影響頻譜分析儀的靈敏度。

　　50歐姆同軸線纜：使用與近場探頭和頻譜分析儀RF輸入口相匹配的線纜。如果需要的話，探頭，同軸線纜，連接器可以同時配套購買。

　　3.連接方式

　　4.結論

　　近場電磁干擾(EMI)測試是電磁兼容性(EMC)輻射發射預兼容測試中的一個重要工具。用戶可考慮各種近場探頭在定位和測試可能的發射源以及診斷其故障等方面的不同優勢，選擇適合的近場探頭執行這一測試。