一種實(shí)時(shí)頻譜分析在EMI診斷中的實(shí)現

　　為幫助查看準峰值檢波器與相關(guān)儀表組合的響應，圖2把輸入響應（重復脈沖，用藍色表示）、得到的準峰值檢波器響應（具有響應快、衰減慢的特點(diǎn)，用綠色表示）及檢波器與儀表的綜合響應（用紅色表示）分開(kāi)。

　　對于帶有QP檢波器的接收機上的常數指標，圖3表明了CISPR 16-1-1標準描述的幅度和重復頻率之間的關(guān)系。

　　 圖2 對重復信號的準峰值響應

　　 圖3 準峰值檢波器的脈沖響應曲線(xiàn)

　　圖4是峰值檢波和QP檢波實(shí)例。這里，峰值檢波和QP檢波中查看了8μs脈寬和10ms重復率的信號。得到的QP值比峰值低10.1dB.在測量被測設備的EMI時(shí)，通常會(huì )先測量峰值，找到超過(guò)或接近規定極限的問(wèn)題區域。然后只在接近或超過(guò)限制的信號上進(jìn)行速度較慢的準峰值測量。通常使用帶有標準峰值檢波器的頻譜分析儀，迅速評估任何問(wèn)題區域。

　　圖4 峰值和準峰值檢波對8μs脈寬和10ms重復率的信號的影響，準峰值比峰值低10.1dB

　　平均和視頻濾波器

　　除QP檢波外，實(shí)時(shí)頻譜分析儀還支持CISPR規范中規定的峰值和均值檢波器。峰值檢波器檢測信號包絡(luò )的峰值，均值檢波器計算包絡(luò )的平均值。實(shí)時(shí)頻譜分析儀能夠從同一輸入信號中同時(shí)測量QP、峰值和均值，以獨一無(wú)二的方式了解DUT的信號特點(diǎn)。某些EMI測量指定了視頻濾波器，視頻濾波器是頻譜分析儀中最早采用的方法，以降低測量噪聲變化所產(chǎn)生的影響。視頻濾波器一詞源于最早的實(shí)現方案，即低通濾波器被放在檢測到的輸出與頻譜分析儀CRT的Y軸模擬驅動(dòng)輸入之間。實(shí)時(shí)頻譜分析儀和部分現代頻譜分析儀采用數字技術(shù)來(lái)平滑信號上的噪聲。

　　在大多數EMI測量中，視頻濾波器指定為關(guān)閉，或視頻濾波器指定為至少比測量的指定RBW高出三倍（參見(jiàn)表1）。

　　指定視頻濾波器關(guān)閉（或不小于3倍RBW）的目的，是為了消除視頻濾波器對檢測到的信號的影響。圖4是視頻帶寬（VBW）與RBW之比變化時(shí)視頻帶寬的影響。在VBW≥3*RBW或10*RBW（或失效）時(shí)，噪聲標準偏差保持在5.4dB.在VBW=RBW時(shí)，例如在TELEC規范部分章節中，噪聲變化降低到大約4.7dB.

　　EMI濾波器、檢波器和平均算法的數字實(shí)現方案

　　標準的EMI濾波器通常由串聯(lián)電抗器和并聯(lián)電容器組成的低通濾波電路，其作用是允許設備正常工作時(shí)的頻率信號進(jìn)入設備，而對高頻的干擾信號有較大的阻礙作用。電源線(xiàn)是干擾傳入設備和傳出設備的主要途徑，通過(guò)電源線(xiàn)，電網(wǎng)的干擾可以傳入設備，干擾設備的正常工作，同樣設備產(chǎn)生的干擾也可能通過(guò)電源線(xiàn)傳到電網(wǎng)上，干擾其他設備的正常工作。

　　檢波器，是檢出波動(dòng)信號中某種有用信息的裝置。用于識別波、振蕩或信號存在或變化的器件。檢波器通常用來(lái)提取所攜帶的信息。檢波器分為包絡(luò )檢波器和同步檢波器。前者的輸出信號與輸入信號包絡(luò )成對應關(guān)系，主要用于標準調幅信號的解調。后者實(shí)際上是一個(gè)模擬相乘器，為了得到解調作用，需要另外加入一個(gè)與輸入信號的載波完全一致的振蕩信號（相干信號）。同步檢波器主要用于單邊帶調幅信號的解調或殘留邊帶調幅信號的解調

　　對基于離散傅里葉變換（DFT）技術(shù)的頻譜分析儀，通過(guò)對離散采集數據應用窗口功能，可以以數字方式執行濾波。采樣率取決于要求的濾波器的帶寬。在采樣頻率相同時(shí)，要求更多的樣點(diǎn)來(lái)實(shí)現更小的濾波帶寬。

　　實(shí)時(shí)頻譜分析儀采用Kaiser窗口仿真EMI濾波器。窗口功能的頻響幅度決定著(zhù)IF濾波器形狀，必須滿(mǎn)足CISPR 16-1-1中規定的帶通選擇限制。

　　在實(shí)時(shí)頻譜分析儀中，準峰值檢波器使用數字濾波器實(shí)現?？梢允褂脭底譃V波器，如無(wú)窮脈沖響應（IIR）濾波器，仿真傳統EMI接收機使用的RC充電電路和放電電路。這種臨界阻尼表還可以建模為二階數字IIR濾波器。儀表上顯示的最大值取為準峰值檢波器器值。

　　在實(shí)時(shí)頻譜分析儀上，視頻濾波器采用平均技術(shù)實(shí)現。使用的平均數量取決于選擇的視頻帶寬及測量時(shí)使用的RBW.在使用VBW時(shí)，得到的測量分析長(cháng)度取決于選擇的VBW,如果在沒(méi)有視頻帶寬時(shí)使用RBW,那么會(huì )比較長(cháng)。實(shí)時(shí)頻譜分析儀選擇平均數量，實(shí)現與噪聲變化對VBW/RBW曲線(xiàn)的良好相關(guān)性，如圖5所示。