作者：Paris Akhshi,PhD, Keysight Technologies

今天，快節(jié)奏的商業(yè)環(huán)境和開發(fā)周期使得具有稿測試效率、高吞吐量和精確測量的電磁兼容（EMC）測量設施成為當務之急。EMC測試必須滿足EMC監(jiān)管機構制定的嚴格規(guī)范標準，如國際無線電干擾委員會（CISPR）和軍事標準，如MIL-STD-461。

EMC測試確保設備將按照設計運行，不會發(fā)出可能影響其他設備性能的輻射。EMC測試需要詳細和嚴格的方法，以確保準確測量所有的輻射。然而，漫長的測試時間減少了測試設施的可用性，限制了可以認證的設備數(shù)量，減少了測試服務獲得的收入。為在不增加新的測試點的情況下增加收入，需要簡化EMC產品測試周期——設置、掃描、轉臺旋轉和天線高度調整時間，以增加現(xiàn)有測試設施的吞吐量。

時域掃描縮短測試時間

為了確保脈沖信號得到正確的表征，商業(yè)和軍事測試標準要求對每個信號進行特定的測量或駐留一定時間。在頻域測試時，必須在單個分辨率帶寬內收集數(shù)據。使用時域掃描（TDS）技術通過減少接收機的掃描時間來縮短整個測試周期，同時滿足要求的駐留時間。通過TDS，快速傅里葉變換（FFT）同時分析一系列頻率的發(fā)射，覆蓋多個分辨率帶寬，以減少接收機的掃描時間（見圖1）。TDS的FFT采集帶寬可以從1Hz到10MHz以上，遠遠超過CISPR和軍事標準要求的分辨率帶寬。接收及獲取數(shù)據后，立即將其處理為適當?shù)谋O(jiān)管帶寬，以確保測量符合監(jiān)管要求。

圖1頻域掃描依次測量單個分辨率帶寬（a），而時域掃描在FFT采集帶寬內測量多個分辨率帶寬（b）。

比較這兩種技術，頻域掃描要求接收機在每次測量所需的分辨率帶寬上停留。TDS通過對FFT采集帶寬內的所有數(shù)據應用一次監(jiān)管停留時間來節(jié)省測量時間。使用TDS可以節(jié)省時間，因為更寬的采集帶寬需要更少的頻率步驟來覆蓋整個感興趣的頻段，這與步進式頻域掃描不同。本地振蕩器（LO）頻率隨每一頻率步長而變化：步長越少，LO重鎖時間越短。

計算FFT通常需要超過90%的高重疊度，以實現(xiàn)準確的幅度測量。與頻域掃描儀不同，由于中頻（IF）效應，TDS接收機的幅度精度隨頻率波動，必須保持在規(guī)范要求之內。時域中高度的FFT重疊確保了對脈沖信號的精確測量。

TDS的采集帶寬必須考慮到微波和射頻預選器的帶寬。預選器濾波器在測量脈沖性信號時改善了接收機第一混頻器的動態(tài)范圍。TDS通過調整整個FFT采集帶寬的幅度與頻率響應來補償預選器的邊帶響應。另外，最大FFT采集帶寬可以減小，這樣FFT幅度與頻率的影響就不會明顯改變預選器的幅度與頻率響應。

加速的時域掃描進一步提高了吞吐量

高性能電磁干擾（EMI）接收機的進步使單個FFT采集的帶寬在標準TDS中可達59MHz，在加速TDS中可達350MHz（見圖2）。每個FFT采集的最大帶寬可以根據混頻器輸出的中頻濾波器來確定。對于標準和加速的TDS，中頻可以實現(xiàn)可選擇的中頻帶寬，最高可達350 MHz。高性能的模數(shù)轉換器（ADC）可以對中頻信號進行大帶寬數(shù)字化處理。短時間FFT（STFFT）處理器可以在一次采集中分析多達16000個頻率點，以支持寬FFT跨度，這比傳統(tǒng)的EMI接收機好得多。

圖2高性能的EMI接收機

加速TDS在每次FFT采集中訪問高達350MHz的帶寬，以顯著提高測試吞吐量。舉例來說，非加速TDS通常需要大約25次FFT采集來掃描30MHz和1GHz之間的CISPR頻段C/D，這比傳統(tǒng)的步進式掃描快得多。加速TDS通常在相同的頻率范圍內不需要超過三次采集，并允許比傳統(tǒng)TDS的掃描速度快8倍。

在EMC測試實驗室中，預掃描輻射發(fā)射需要相當長的時間才能進行最終的一致性測量。加速TDS減少了每個被測設備（DUT）的這種預掃描測量時間。例如，帶有加速TDS的EMI接收機可以將掃描時間減少到30秒以內，這比步進式掃描時間快5000倍以上（見表1）。此外，加速TDS可以在實時掃描測量過程中比傳統(tǒng)方法增加數(shù)據采集帶寬，在一個片段中分析高達350 MHz的數(shù)據頻譜，以進行準確的EMC診斷。

最大限度地發(fā)揮測量潛力

在容量有限的測試設施中，TDS通過減少整個測量時間，顯著提高了吞吐量，為引進新產品和創(chuàng)造額外收入提供了機會。加速TDS可以實現(xiàn)更快的測量，進一步減少EMC測試時間，以認證更多的設備，加快新產品上市的速度。

成功的電磁兼容性測試工具能夠在更短的時間內實現(xiàn)更多的測量，同時確保符合EMI標準。一個提供標準和加速TDS功能的EMI接收機和診斷信號分析儀為測試實驗室提供了這種能力。加速TDS在測量脈沖重復頻率（PRF）≥10 Hz和帶寬為350 MHz的信號時提供最快的吞吐量。這些能力提高了吞吐量，即使面對最具挑戰(zhàn)性的低占空比EMI問題。一個準確的、可重復的和可靠的EMI接收機確保了在實驗室和工作臺上測試的信心。

審核編輯：郭婷