开关电源的电磁兼容性设计、测试和典型案例
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5.3 定性观察的辐射发射测试方案

5.3.1 采用频谱分析仪的定性观察方案

大多数的开关电源的电磁发射一次通过率是很低的,因此,诊断电磁干扰源并指出辐射发射区域就显得很迫切。采用频谱分析仪是一个很好的办法,它可以观察很宽的频谱范围,这在故障检修中极其有用。另外,频谱仪还可以用于了解材料的屏蔽效能、设备机箱的屏蔽效能、滤波器的滤波效果和接地的有效性等。

在实验室里,试验人员对于没有通过辐射发射测试的开关电源用频谱仪来进行连续观察,可以通过电场或磁场探头探测开关电源泄漏部位。这些部位通常包括箱体接缝,阴极射线管显示器的前面板、接口线缆、键盘线缆、键盘、电源线和箱体开口部位等。探头还可深入开关电源的箱体内部进行探测。

在测试中,为了能指出开关电源的最大辐射区域,所用探头的灵敏度不需要太高。

频谱仪还有一个重要的诊断用途,即可以用来确定发射的特性,如用于确定被试开关电源的辐射发射特性是宽带还是窄带的。一个比较常用的方法是通过改变频谱仪分辨带宽,观察信号的幅值来判断被试开关电源发射的是宽带还是窄带的电磁骚扰。例如,一个真正的窄带或连续波信号在频谱仪的分辨率带宽改变时,测得的幅值基本上是不变的。但是对于一个宽带的、幅值大的脉冲信号,在测试中会产生量值的变化。所以通过改变频谱仪分辨带宽来观察信号的幅值变化就可以断定这个辐射发射是宽带还是窄带的。

除了上面讲到的采用频谱仪来为被试开关电源进行辐射发射的定位外,在实际应用中还可以用频谱仪和测试探头来对被试开关电源的辐射发射进行定性观察(尤其适用于对小产品和局部线路进行辐射发射的定性观察)。但由于试验方法的随意性较强,测试结果缺乏与实验室的正规测试的可比性。测值与探头离开被试开关电源(或被试局部线路)的距离和探头摆放的位置有关,因此测试过程中的变数较大,需要试验人员不断积累试验经验,才能取得较好的效果。

5.3.2 采用高频示波器的定性观察方案

这是比采用频谱分析仪进行观察方案的定性程度更好的一个方案。在缺乏测量仪器的时候不妨拿来一试,在一定程度上也能取得一定效果。

由于辐射骚扰发射的测试频率范围较宽(30~1000MHz),所以选用的示波器一定是要高频示波器。测试探头可自行制备,如图5.1所示,其中一个是磁场测试探头,另一个是电场测试探头。

值得指出的是,频谱仪看到的是骚扰波形的各频点分量(频域仪器),而示波器屏幕上看到的是一个波形的集合(时域仪器),所以只能判断有没有骚扰,以及骚扰的强弱,但毕竟是看到了一些骚扰的情况以及骚扰的强弱,有利于试验人员判断被试开关电源的骚扰发射情况,以及采取合适的整改措施。

图5.1 自制磁场和电场探头