Scelta di una sonda di campo vicino

Nozioni di base sulle sonde di campo vicino

Campo lontano rispetto a campo vicino

Il campo vicino è la regione del campo elettromagnetico che si trova vicino alla sorgente delle radiazioni, ad esempio a pochi centimetri dal dispositivo in prova. Il campo lontano, ovviamente, è la regione più lontana. La grande differenza tra i due è la grandezza dei campi elettrici (E) e magnetici (H). Le onde elettromagnetiche hanno entrambe le componenti E e H, che sono perpendicolari l'una rispetto all'altra. Nel campo vicino, il campo elettrico o il campo magnetico sono, a seconda delle caratteristiche della sorgente di emissione, uno molto più forte dell'altro. Nel campo lontano, però, entrambe le componenti hanno più o meno la stessa entità.

Tutti i segnali che possono essere rilevati nel campo lontano possono essere rilevati anche nel campo vicino. Il contrario, tuttavia, non è necessariamente vero.

Sonde di campo vicino per applicazioni EMC

I test di conformità EMI sono importanti per assicurarsi che le emissioni del dispositivo in prova non superino un limite specificato, ad esempio uno standard EMC. È come un check-up per il dispositivo, che consente di verificare se esso sta emettendo più radiazioni del dovuto. Le sonde di campo vicino svolgono un ruolo fondamentale in questo processo, aiutando a identificare le fonti di emissioni non conformi del dispositivo. Rilevando tempestivamente i problemi EMI, queste sonde consentono di apportare correzioni prima dei test di conformità formali, con conseguente risparmio di tempo e risorse.

Tipologie di sonde di campo vicino

Prima di eseguire un'analisi del campo vicino, è necessario sapere come sono distribuiti i campi E e H. Ciò può essere ottenuto con i due tipi principali di sonde di campo vicino: sonde elettriche (campo E) e sonde magnetiche (campo H). Le sonde di campo elettrico misurano la componente di campo elettrico di un'onda elettromagnetica, mentre le sonde di campo magnetico ne misurano la componente di campo magnetico. Queste sonde sono disponibili anche in comodi set, come i modelli R&S®HZ-15 e R&S®HZ-17, che comprendono entrambi i tipi di sonde in diversi design e dimensioni.

Le sonde di campo elettrico

Diamo un'occhiata più da vicino alle sonde di campo elettrico. Queste sonde rilevano tensioni, piuttosto che correnti, poiché sono progettate per rispondere al campo elettrico. Per ottenere una risposta ottimale, è necessario tenere la sonda perpendicolare alla corrente. Ma non preoccupatevi troppo dell'orientamento esatto: non è fondamentale per le prestazioni. Ciò che è importante, tuttavia, è la dimensione della sonda. Sonde più piccole implicano una maggiore risoluzione spaziale, il che rende più facile rintracciare esattamente la provenienza di quelle fastidiose emissioni. Ad esempio, l'elettrodo stretto della sonda RSE 10, inclusa nei set di sonde R&S®HZ-15 e R&S®HZ-17, può selezionare una singola traccia conduttrice tra un fascio di tracce di 0,2 mm di larghezza.

Sonde di campo H

Se si ha a che fare con emissioni ad alta frequenza, è bene procurarsi delle sonde per il campo H. Hanno l'aspetto di piccoli anelli, e le diverse dimensioni degli anelli si prestano meglio a diverse esigenze. Queste sonde rispondono al campo magnetico e rilevano le variazioni di corrente piuttosto che di tensione. Quando si utilizzano sonde di campo H, è necessario prestare attenzione all'orientamento dell'anello rispetto alla direzione del flusso di corrente. Mentre gli anelli più grandi hanno una maggiore sensibilità, quelli più piccoli hanno una migliore risoluzione spaziale. Pertanto, si potrebbe iniziare con un anello più grande e poi passare a uno più piccolo per un'individuazione più precisa. Si tratta di trovare il perfetto equilibrio tra sensibilità e risoluzione!

Come utilizzare le sonde di campo vicino

Utilizzo delle sonde di campo elettrico

Quando si utilizza una sonda di campo elettrico, è meglio tenerla perpendicolare alla superficie dell'oggetto da verificare. In questo modo è possibile ottenere le letture più accurate possibili. Inizialmente, per avere un'idea generale della provenienza delle emissioni è bene utilizzare una sonda più grande. Una volta appurato ciò, è possibile passare a una sonda più piccola per ottenere una lettura più precisa della sorgente.

Utilizzo delle sonde di campo magnetico

Le sonde di campo magnetico sono sonde ad anello, quindi sono molto selettive in merito alla direzione in cui sono rivolte. Per ottenere una risposta ottimale, è importante assicurarsi che l'anello sia orientato nella stessa direzione del flusso di corrente. La risposta più forte si ottiene quando le linee del campo magnetico passano attraverso l'anello. Per contro, la risposta sarà più scarsa quando le linee sono parallele al piano dell'anello. Quindi, se si utilizza una sonda di campo magnetico, si deve continuare a modificare l'orientamento finché non si ottiene la risposta più forte.

Cosa cercare in una sonda di campo vicino

Scegliere la sonda di campo vicino giusta è come trovare l'abito perfetto: dipende dall'occasione in cui se ne ha bisogno. Assicuratevi di scegliere la sonda più adatta alla vostra applicazione.

• Prima di tutto, accertatevi che la sonda o il set di sonde sia compatibile con il vostro strumento di misura, sia esso un analizzatore di spettro, un oscilloscopio o entrambi i dispositivi.
• Stabilire se sono necessarie sonde di campo elettrico e di campo magnetico. Le sonde, in genere, non vengono vendute singolarmente ma in set. Assicurarsi che il set contenga il tipo di sonde necessarie.
• Verificare la gamma di frequenza dei segnali con cui si lavorerà. Le specifiche delle sonde di campo vicino indicano gli intervalli di frequenza; è importante scegliere le sonde corrette per l'intervallo di frequenza del segnale. Se si lavora con segnali in un'ampia gamma di frequenze, è opportuno scegliere un set con molte sonde, ognuna ottimizzata per una diversa gamma di frequenze.
• Confermare la risoluzione spaziale desiderata. È questo che determina il livello di dettaglio che può essere acquisito. Ad esempio, i dispositivi complessi hanno spesso più fonti di emissione in prossimità l'una dell'altra. In questo caso, per isolare e misurare correttamente ogni singola sorgente è necessaria un'alta risoluzione spaziale. Solitamente, un'elevata risoluzione spaziale è auspicabile, ma potrebbe non essere sempre necessaria. Se, ad esempio, il test EMI si concentra sull'eventuale emissione di radiazioni eccessive da parte di un dispositivo e la fonte specifica non costituisce un problema, può essere sufficiente una sonda a risoluzione inferiore
• Un altro punto importante da considerare è la sensibilità della sonda. I segnali di basso livello possono essere rilevati solo con sonde ad alta sensibilità.
• Infine, occorre valutare se è necessaria una sonda passiva o attiva. La maggior parte delle sonde di campo vicino è di tipo passivo. Ciò significa che non richiedono l'alimentazione della sonda esterna. Tendono a essere più robuste e meno costose delle sonde attive. Tuttavia, le sonde attive offrono prestazioni di larghezza di banda superiori. Per finalità con larghezza di banda superiore a 500 MHz, è più appropriata una sonda attiva. Sul nostro sito è possibile esplorare un'ampia gamma di sonde attive a banda larga.

Gestire un basso rapporto segnale-rumore (SNR)

Dopo aver scelto la sonda di campo vicino più adatta alle vostre esigenze, è importante affrontare un problema che probabilmente incontrerete durante il suo utilizzo: il basso rapporto segnale-rumore (SNR). Fortunatamente, questo problema può essere facilmente risolto con un preamplificatore.

È possibile collocare un preamplificatore tra la sonda e l'ingresso dello strumento. Questo strumento amplifica i segnali, rendendoli così più facili da misurare. Questo è particolarmente utile quando si cercano emissioni di dimensioni ridotte e quando il rumore dello strumento è elevato. Può essere un'opzione utile anche quando si utilizza una sonda di campo magnetico più piccola perché, come già detto, una sonda di campo magnetico più piccola consente una maggiore risoluzione spaziale, ma ha una sensibilità ridotta.