Escolha de uma ponta de prova de campo próximo

Fundamentos das pontas de prova de campo próximo

Diferenças entre pontas de prova de campo distante e de campo próximo

O campo próximo é a região do campo eletromagnético que está perto da fonte de radiação, ou seja, a poucos centímetros do dispositivo em teste. O campo distante, é claro, é a região que está mais longe. A grande diferença entre os dois é a magnitude dos campos elétrico (E) e magnético (H). As ondas eletromagnéticas têm componentes elétricos e magnéticos, que são perpendiculares entre si. No campo próximo, o campo elétrico ou magnético é muito mais forte do que o outro, dependendo das características da fonte de emissão. Mas no campo distante, ambos os componentes têm praticamente a mesma magnitude.

Todos os sinais que podem ser detectados no campo distante também podem ser detectados no campo próximo. O contrário, entretanto, não é necessariamente verdadeiro.

Pontas de prova de campo próximo para aplicações de EMC

Os testes de conformidade de EMI são importantes para garantir que as emissões do seu dispositivo em teste não excedam um limite especificado, como um padrão de EMC. É como um checkup do seu dispositivo que permite verificar se ele está emitindo mais radiação do que deveria. As pontas de prova de campo próximo desempenham um papel fundamental nesse processo, ajudando a identificar as fontes de emissões do dispositivo que não estão em conformidade. Ao detectar problemas de EMI logo no início, essas pontas de prova permitem que as correções sejam feitas antes dos testes formais de conformidade, o que pode economizar tempo e recursos.

Tipos de ponta de prova de campo próximo

Antes de realizar uma análise de campo próximo, você precisa saber como os campos elétricos e magnéticos estão distribuídos. Isso pode ser feito com os dois principais tipos de pontas de prova de campo próximo: pontas de prova elétricas (campo E) e pontas de prova magnéticas (campo H). As pontas de prova de campo elétrico medem o componente do campo elétrico de uma onda eletromagnética, enquanto as pontas de prova de campo magnético medem o componente do campo magnético. Essas pontas de prova também são fornecidas em conjuntos práticos, como o R&S®HZ-15 e o R&S®HZ-17, que incluem os dois tipos em diferentes designs e tamanhos.

Pontas de prova de campo E

Vamos dar uma olhada mais de perto nas pontas de prova de campo elétrico. Essas pontas de prova têm como objetivo detectar tensões em vez de correntes, já que foram projetadas para responder ao campo elétrico. Para obter a melhor resposta, você deverá manter a ponta de prova perpendicular à corrente. Mas não se preocupe muito em obter a orientação exata, isso não é essencial para o desempenho. O que é importante, porém, é o tamanho da ponta de prova. Pontas de prova menores significam maior resolução espacial, o que facilita o rastreamento exato da origem dessa emissão indesejada. Por exemplo, o eletrodo fino da ponta de prova RSE 10, incluído nos conjuntos de pontas de prova R&S®HZ-15 e R&S®HZ-17, pode selecionar uma única trilha condutora em um conjunto de trilhas com 0,2 mm de largura.

Pontas de prova de campo H

Se estiver lidando com emissões de alta frequência, será necessário adquirir algumas pontas de prova de campo magnético. Elas possuem a forma de pequenos anéis, e diferentes tamanhos de anéis são mais adequados para diferentes finalidades. Essas pontas de prova respondem ao campo magnético e detectam alterações de corrente em vez de tensão. Ao usar pontas de prova de campo magnético, você precisa prestar atenção à orientação do anel em relação à direção do fluxo de corrente. E, embora os anéis maiores tenham maior sensibilidade, os anéis menores têm melhor resolução espacial. Portanto, talvez você queira começar com um anel maior e depois mudar para um menor para obter uma localização mais precisa. Tudo se resume a encontrar o equilíbrio perfeito entre sensibilidade e resolução!

Como usar as pontas de prova de campo próximo

Uso das pontas de prova de campo E

Quando estiver usando uma ponta de prova de campo elétrico, é melhor segurá-la perpendicularmente em relação a superfície que estiver sendo testada. Dessa forma, você pode obter as leituras mais precisas possíveis. Para começar, é uma boa ideia usar uma ponta de prova maior para ter uma noção geral de onde as emissões estão vindo. Depois de descobrir isso, você pode mudar para uma ponta de prova menor para obter uma leitura mais precisa da fonte.

Uso das pontas de prova de campo H

As pontas de prova de campo magnético são em formato de anel, portanto, são muito exigentes quanto à direção para a qual estão orientadas. Para obter a melhor resposta, é importante garantir que o anel esteja orientado na mesma direção do fluxo da corrente. Você obterá a resposta mais forte quando as linhas do campo magnético passarem pelo anel. Por outro lado, a resposta será mais fraca quando as linhas estiverem paralelas ao plano do anel. Portanto, se estiver usando uma ponta de prova de campo magnético, continue ajustando a orientação até obter a resposta mais forte.

O que você deve buscar em uma ponta de prova de campo próximo

A escolha correta da ponta de prova de campo próximo é como encontrar a roupa perfeita — depende da ocasião. Certifique-se de escolher a ponta de prova mais adequada para sua aplicação.

• Em primeiro lugar, certifique-se de que a ponta de prova ou o conjunto de pontas de prova seja compatível com seu instrumento de medição, seja ele um analisador de espectro, um osciloscópio ou ambos.
• Determine se você precisa de pontas de prova de campo elétrico e de campo magnético. As pontas de prova geralmente não são vendidas individualmente, mas em conjuntos. Certifique-se de que o conjunto contenha o tipo de pontas de prova de que você precisa.
• Verifique a faixa de frequência dos sinais com os quais você trabalhará. As especificações técnicas das pontas de prova de campo próximo indicam as faixas de frequência admitidas, e é importante selecionar as pontas de prova corretas para a faixa de frequência do seu sinal. Se você trabalha com sinais em uma ampla faixa de frequência, deve selecionar um conjunto com várias pontas de prova, cada uma otimizada para uma faixa de frequência diferente.
• Confirme a resolução espacial desejada. É isso que determina o nível de detalhes que pode ser capturado. Por exemplo, dispositivos complexos geralmente têm várias fontes de emissão muito próximas umas das outras. Aqui, uma alta resolução espacial é necessária para medir e isolar adequadamente cada fonte individual. Em geral, uma alta resolução espacial é desejável, mas nem sempre é necessária. Se, por exemplo, o teste de EMI estiver concentrado em verificar se um dispositivo emite radiação excessiva e a fonte específica não for uma preocupação, uma ponta de prova de resolução mais baixa poderá ser suficiente
• A sensibilidade da ponta de prova é outro ponto importante a ser considerado. Os sinais de nível baixo só podem ser detectados com pontas de prova de alta sensibilidade.
• Por fim, você deve considerar se precisa de uma ponta de prova passiva ou ativa. A maioria das pontas de prova de campo próximo é passiva. Isso significa que não requer alimentação externa para a ponta de prova. Elas tendem a ser mais robustas e menos caras do que as pontas de prova ativas. No entanto, as pontas de prova ativas oferecem um desempenho de largura de banda maior. Para osciloscópios com mais de 500 MHz de largura de banda, uma ponta de prova ativa é mais adequada. Você pode explorar uma grande variedade de pontas de prova ativas de banda larga no nosso site.

Como lidar com uma baixa relação sinal-ruído (SNR)

Agora que você escolheu a melhor ponta de prova de campo próximo para seus objetivos, é importante abordar um problema que você provavelmente encontrará ao usá-la: a baixa relação sinal-ruído (SNR). Felizmente, esse problema pode ser facilmente resolvido com um pré-amplificador.

Você pode colocar um pré-amplificador entre uma ponta de prova e a entrada do instrumento. Essa ferramenta amplifica os sinais, tornando-os mais fáceis de medir. Isso é particularmente útil na busca de emissões menores e quando o ruído do instrumento é alto. Também pode ser útil quando você estiver usando uma ponta de prova de campo magnético menor porque, como mencionado acima, uma ponta de prova de campo magnético menor permite maior resolução espacial, mas tem sensibilidade reduzida.