Выявление и устранение ЭМП на уровне плат

Измерительная задача

Излучения ЭМП и перекрестные помехи, возникающие из-за плохого экранирования, могут приводить к снижению производительности и качества сигнала в электронных ВЧ-устройствах. Чтобы сократить до минимума общие ЭМП электронных устройств, должны быть хорошо известны локальные источники излучения на встроенных платах и модулях. ВЧ-разработчики выполняют измерения напряженности поля в ближней зоне на уровне модулей, чтобы определить, соответствуют ли электромагнитные помехи действующему стандарту на ЭМС, и принять меры по устранению недостатков на ранней стадии работ.

Контрольно-измерительное решение

Портативный анализатор спектра R&S^®SpectrumRider FPH в сочетании с пробниками ближнего поля R&S^®HZ-15 обеспечивает экономичное и удобное в использовании решение для быстрого обнаружения и анализа проблем с ЭМП на платах и модулях во время проектирования. Благодаря высокой чувствительности анализатора (типовое значение DANL меньше –163 дБмВт при частоте до 3 ГГц) возможно измерение даже очень слабых излучений.

Простая настройка

Процедура выявления и устранения ЭМП состоит всего из нескольких действий:

• Подключите подходящий пробник ближнего поля к ВЧ-входу анализатора
• Перемещайте пробник над испытуемой платой или модулем

Исходя из предварительных измерений напряженности поля разработчик уже знает несколько критических частот испытуемой платы или модуля. Частота и полоса обзора должны быть настроены в приборе R&S^®SpectrumRider соответствующим образом.

Математическая функция обработки графика подавляет шум окружающей среды

За пределами экранированных камер шум и помехи окружающей среды могут влиять на измерения и приводить к ложным результатам. Математическую функцию обработки измерительной кривой анализатора R&S^®SpectrumRider можно использовать, чтобы подавить шум окружающей среды, т. е. чтобы вычесть шум из текущей кривой.

Чтобы использовать математическую функцию обработки графика, выполните следующие действия:

• Задайте частоту, полосу пропускания и уровень согласно требованиям к испытаниям
• Убедитесь в том, что испытуемое устройство (ИУ) выключено
• Выполните один цикл обзора излучения из окружающей среды и сохраните результат в памяти прибора R&S^®SpectrumRider
• Включите ИУ
• Выполните второй цикл обзора излучения из ИУ и окружающей среды
• Включите математическую функцию обработки измерительной кривой, чтобы устранить влияние окружающей среды

Математическая функция обработки кривой вычитает содержимое памяти (электромагнитные помехи из окружающей среды) из последней кривой измеренного спектра.

Пример использования математической функции обработки измерительной кривой прибора R&S^®SpectrumRider

ИУ выключено. Спектр ЭМП окружающей среды с источником помех на частоте 37,538 МГц измеряется и сохраняется в области памяти кривой.

ИУ включено. R&S®Spectrum Rider измеряет спектр ЭМП для ИУ и окружающей среды.

Спектр ЭМП для ИУ после вычитания источника помех. Математическая функция обработки кривой вычитает сохраненные ЭМП окружающей среды из последнего измерения. Затем анализатор R&S®Spectrum Rider отображает полученные в результате ЭМП для ИУ.

Предельные линии можно использовать для индикации «норма/нарушение» на дисплее и для удобства контроля улучшений после оптимизации конструкции с точки зрения ЭМП.

Датчики ближнего поля R&S^®HZ-15 для магнитных и электрических полей

Комплект R&S^®HZ-15 из пяти удобных в использовании пассивных пробников идеально подходит для измерения высокочастотных магнитных и электрических полей на платах и модулях для выявления и устранения ЭМП. Пробники магнитного поля включают специальные электрически экранированные наконечники. Для задач измерения ближнего поля разработаны наконечники пробников различной формы:

• Пробники для магнитных полей с частотой до 3 ГГц (пробники 1, 2, 5)
• Пробники для электрических полей (пробники 3, 4)

Пробник 3 с узким электродом позволяет выбирать дорожку отдельного проводника с минимальной шириной 0,2 мм. Пробник 4 обнаруживает излучаемые электрические поля на поверхностях структур шин, крупных компонентов или структур питания.

После добавления предусилителя R&S®HZ-16 между пробником ближнего поля и анализатором спектра повышается чувствительность и появляется возможность измерять даже очень слабые высокочастотные поля с частотой до 3 ГГц.

Математическая функция обработки измерительной кривой прибора R&S®Spectrum Rider в сочетании с пробниками ближнего поля идеально подходит для предварительного исследования характеристик ЭМП испытуемого устройства непосредственно на стенде разработчика. Поскольку лаборатория неизбежно представляет собой зашумленную и постоянно изменяющуюся электрическую среду, для точного и воспроизводимого определения ЭМП-характеристик устройства требуется экранированная камера.