常用的EMC測試儀器簡(jiǎn)介

電流感應器
電流感應器是引用荷爾效應(Hall effect)，從流動(dòng)導線(xiàn)之電流穿過(guò)電流感應器產(chǎn)生磁場(chǎng)，執行CE101/CE102等傳導干擾測試時(shí)，利用電流感應器來(lái)感應偵測導線(xiàn)所溢放射出之雜訊。

電源阻抗模擬網(wǎng)路(LISN)
電源阻抗模擬網(wǎng)路是一種耦合電路，主要用來(lái)提供干凈之DC/AC電源品質(zhì)，阻擋待測件雜訊回饋至電源及RF耦合，內部電路架構與阻抗特性曲線(xiàn)詳如圖。早期軍規傳導干擾測試是以10厲貫穿電容為主，電源阻抗模擬網(wǎng)路(LISN) 為輔，1993年以來(lái)，軍規MIL-STD-462D要求改以L(fǎng)ISN為主，所用導電桌或木桌上接地平面 (Ground Plane)皆配備LISN作測試，而CISPR商規要求所用木桌上也配備LISN作測試。

EMI測試接收機
EMI測試接收機是EMC試驗中最常用之基本測試儀器，EMI測試接收機實(shí)際上是含高頻選頻放大之超外差接收機，其靈敏度可通過(guò)輸入回路之可調衰減器來(lái)調變，由于測試訊號輸入常常是極寬之頻譜訊號，運用可調諧高頻選擇器對輸入訊號進(jìn)行預選，可以改善混頻器之工作狀況，中頻放大器和中頻選擇器用來(lái)確定儀器之通行頻帶，并對訊號進(jìn)行功率放大?；跍y試接收機之頻率響應特性要求，按CISPR16規定，測試接收機應有四種基本檢波方式︰準峰值檢波、均方根值檢波、峰值檢波及平均值檢波。然而，大多數電磁干擾都是脈沖干擾，它們對音頻影響之客觀(guān)效果是隨著(zhù)重復頻率之增高而增大，具有特定時(shí)間常數之準峰值檢波器之輸出特性，可以近似反應這種影響。因此在無(wú)線(xiàn)廣播頻率領(lǐng)域，CISPR所推薦之電磁相容性規范採用準峰值檢波。由于準峰值檢波既要利用干擾訊號之幅度，又要反映它之時(shí)間分布，因此其充電時(shí)間常數比峰值檢波器大，而放電時(shí)間常數比峰值檢波器小，對不同頻譜段應有不同之充放電時(shí)間常數，這兩種檢波方式主要用于脈沖干擾測試。瞬間變化及重復頻率很低之脈沖干擾源已成為主流，使用準峰值檢波器已不能客觀(guān)評估此類(lèi)干擾之特性，軍規測試EMC對于單一脈沖或重復頻率很低之脈沖進(jìn)行檢測，常用峰值檢波，由于峰值檢波是要測試出干擾訊號振幅之最大值，故它只取決于訊號之幅度而與時(shí)間無(wú)關(guān)，其充電放電時(shí)間常數比值 TC/TD 要足夠小，通常TC/TD為幾百分之一。平均值檢波主要用來(lái)測試窄頻之連續波、調諧波干擾，其充放電時(shí)間常數比值TC/TD為1。
若是干擾經(jīng)常由許多獨立之脈沖源產(chǎn)生，而往往是隨機的，則最好使用均方根檢波器。選用檢波器取決于被測受干擾源之性質(zhì)以及所受保護之對象，對于同一干擾雜訊用不同檢波器測得之值是不同，而各種檢波器對脈沖干擾之相對響應也是不同。但將測試數據通過(guò)轉換后，仍可得出一致之結果，有些接收機只有峰值或準峰值檢波器，此時(shí)只需通過(guò)準峰值或峰值轉換器轉換，就能滿(mǎn)足不同之測試要求。

頻譜分析儀
頻譜分析儀之檢波器為峰值檢波，因而滿(mǎn)足軍規EMC測試要求，但不符合歐美EMC商規及我國電磁相容性國家標準(CNS13430系列)規定之極限值測試。為此必須在輸入端配備預選器(Preselector)以防止混頻器飽和，改善頻譜分析儀之 S/N比，提高靈敏度，并且在中頻輸出端配備準峰值轉換器或檢波器。則系統靈敏度、動(dòng)態(tài)范圍也提高，就可以滿(mǎn)足軍規EMC測試及 CISPR標準測試。
EMI測試接收機與頻譜分析儀兩類(lèi)設備各有優(yōu)缺點(diǎn)︰測試接收機之優(yōu)點(diǎn)有測試準確度高、動(dòng)態(tài)范圍大、頻率分辨率高、靈敏度高、互調干擾小及有四種基本檢波方式；缺點(diǎn)就是不能像頻譜儀分析儀在很寬之頻率范圍內展開(kāi)觀(guān)察，而對被測訊號無(wú)法快速進(jìn)行頻譜分析和振幅測試。頻譜分析儀之優(yōu)點(diǎn)是能在很寬廣之頻率范圍內觀(guān)察而迅速地對被測訊號進(jìn)行頻譜分析和振幅測試、測試設備相對簡(jiǎn)單及測試比較方便；缺點(diǎn)就是測試準確度相對差一些、頻率分辨率較低、互調干擾大、選擇性較差及祇有單一峰值檢波方式。
EMC測試用天線(xiàn)
電磁相容性測試頻率范圍從幾10Hz到幾10GHz，在這么寬之頻率范圍內作電磁干擾及電磁耐受性測試，所用天線(xiàn)種類(lèi)繁多，且必須借助各種探測天線(xiàn)把被測場(chǎng)強轉換成電壓。電磁相容性試驗中各頻段優(yōu)先使用之天線(xiàn)，包括在150Hz～30MHz採用棒狀與環(huán)路天線(xiàn)，30MHz～300MHz採用偶極與雙錐天線(xiàn)，300MHz～1GHz採用偶極、對數週期及對數螺旋天線(xiàn)，1GHz～40GHz採用喇叭天線(xiàn)，這些天線(xiàn)之相關(guān)參數與理論可參考制造廠(chǎng)商提供天線(xiàn)出廠(chǎng)之資料。電磁相容性測試用天線(xiàn)具有下列特點(diǎn)︰廣泛的應用到寬頻帶天線(xiàn)，為了提高測試速度，不得不採用寬頻帶天線(xiàn)，除非只對少數已知之干擾頻率點(diǎn)進(jìn)行測試。寬頻頻帶天線(xiàn)在出廠(chǎng)前提供校正曲線(xiàn)，使用時(shí)需輸入此天線(xiàn)因素。天線(xiàn)增益不高，方向性不甚明顯。不少試驗用天線(xiàn)都工作在近場(chǎng)區，測試結果對測試距離很敏感，為此試驗中必須嚴格按試驗規定進(jìn)行。其次，在近場(chǎng)區電場(chǎng)、磁場(chǎng)之比(波阻抗)不再是個(gè)常數，所以有些天線(xiàn)雖然給了電場(chǎng)、磁場(chǎng)之校正系數，但只有當這些天線(xiàn)作遠場(chǎng)測試時(shí)才有效，測試近場(chǎng)干擾時(shí)，電場(chǎng)與磁場(chǎng)測試結果不能再按此換算，這是在試驗中容易忽略之問(wèn)題。天線(xiàn)之場(chǎng)強測試動(dòng)態(tài)范圍較寬，應根據測試對象正確選用，電磁相容性試驗之場(chǎng)強相差很大，對強大場(chǎng)強雖然可用衰減器擴大天線(xiàn)量測范圍，但應以不損壞天線(xiàn)轉換器為前提。收、發(fā)天線(xiàn)有時(shí)是不能互易，如同為雙錐天線(xiàn)，收、發(fā)用天線(xiàn)有區別，收、發(fā)環(huán)路天線(xiàn)也不同，使用時(shí)不能互換。

平行板天線(xiàn)
車(chē)輛零組件執行電磁場(chǎng)輻射耐受性試驗(ISO 11452-6)時(shí)，需要均勻橫電磁波之測量環(huán)境。利用平行板線(xiàn)，在其一端接相應之訊號產(chǎn)生器與功率放大器，另一端接匹配負載，可在兩平行板間產(chǎn)生橫電磁波之行波狀態(tài)，平行板線(xiàn)之工作頻率與終端負載之匹配情況有關(guān)，而且與平行板之間之距離d成反比，距離越大，上限工作頻率越低。隨頻率上升，傳輸訊號送到平皮間距d時(shí)，平行板在其開(kāi)放之側面將產(chǎn)生強烈輻射，以致于影響周?chē)渌鼫y試設備之工作，甚至危害試驗人員之健康。
因此，當其內部電場(chǎng)較強時(shí)，應將其放在電磁隔離室內，或在其開(kāi)放之側面佈置適當之可移動(dòng)吸波材料墻。當頻率進(jìn)一步提高時(shí)，板間將出現高次模，使板間電磁場(chǎng)發(fā)生畸變，一般把出現高次模之頻率定為平行板線(xiàn)之上限頻率。當待測件置于平行板時(shí)，原來(lái)之均勻電場(chǎng)將發(fā)生畸變，為此通常規定待測件之體積應小于兩板中間體積之1/3。與一般採用輻射天線(xiàn)對待測件進(jìn)行電場(chǎng)輻射耐受性試驗相比，平行板線(xiàn)有下列優(yōu)點(diǎn)︰可在寬頻段范圍內產(chǎn)生平面波場(chǎng)；所有能量集中在平行板間，因而電磁能量利用率高，不需很大瓦特數之功率訊號放大器就可在板間產(chǎn)生高于25V/m之場(chǎng)強(車(chē)輛零組件規格)；平行板線(xiàn)之造價(jià)與其它產(chǎn)生場(chǎng)強，用以進(jìn)行電磁耐受性試驗之方法和裝置相比，成本較低。其主要缺點(diǎn)是︰僅適用于如車(chē)輛零組件等小型設備之試驗，對周?chē)椛漭^為嚴重，影響監測儀器之功能及操作人員之健康。這些缺點(diǎn)限制了應用，從1980年以來(lái)，平行板線(xiàn)已逐漸被橫電磁波室所取代，但在電磁脈沖(EMP)研究中，仍將其作為場(chǎng)強模擬裝置。

橫電磁波室 (TEM/GTWM CELL)
橫電磁波(Transverse Electro Magnetic，TEM)室是利用傳輸線(xiàn)原理，由同軸線(xiàn)演變而來(lái)，一種內部能傳輸均勻橫電磁波之長(cháng)方形測試室。它是電子電機設備電場(chǎng)輻射耐受性試驗之理想裝置，除了可進(jìn)行射頻連續波耐受性，脈沖波耐受性試驗外，還可用于測試電子電機設備所產(chǎn)生之輻射干擾，及作為對各種近場(chǎng)測試探夾(如電流注入感應器、電壓感應器、場(chǎng)強感應器等)進(jìn)行校正用之標準場(chǎng)源裝置。
橫電磁波室由矩形外導體和平板中心接地導電板所構成，兩端通過(guò)四面尖錐過(guò)渡區與精密50咫冷型同軸連接器連接，接地導電板用絕緣支架固定，將橫電磁波室分成兩部分。待測件之供電系統通過(guò)電源濾波器進(jìn)入，長(cháng)方形橫電磁波室之優(yōu)點(diǎn)是腔體內之場(chǎng)強比較均勻，而正方形橫電磁波室之優(yōu)點(diǎn)是在相同可用空間條件下，工作頻率范圍較寬，所需用料省，體積較小。與平行板線(xiàn)相類(lèi)似，待測件在橫電磁波室占有之空間一般不超過(guò)接地導電板到底板間距的三分之一和前后壁板間距的三分之一，橫電磁波室之工作頻率與終端負載之匹配情況有關(guān)，上限頻率依賴(lài)于接地導電板到上下底板間距之尺寸，而且與接地導電板到底板間距d成反比，距離越大，上限工作頻率越低。為了使橫電磁波室之工作頻率提高到 1GHz范圍，于是GTEM(Gigahertz TEM)橫電磁波室因應而生，它之外型是斜面角錐狀，詳加說(shuō)明如圖，待測件放置方式與TEM橫電磁波室類(lèi)似，如圖所示，有各種不同之終端負載，因為工作頻率與終端負載之匹配情況有關(guān)，目前歐美EMC商規已經(jīng)廣泛應用GTEM橫電磁波室來(lái)執行輻射發(fā)射與輻射耐受性測試。