眾所周知，傳統(tǒng)的EMI測試，采用電磁兼容測試天線接收被測物（EUT）產(chǎn)生的輻射。這種測試方法，必須要有一個比較開闊的場地和一些比較昂貴的設(shè)備，而且需要把被測物和測試儀器組裝成為系統(tǒng)后再進(jìn)行測試。由于工作環(huán)境下存在大量的無線電臺和射頻通信信號，例如：無線廣播、WiFi、手機(jī)信號燈，這些信號對EMI測試而言，就是“背景噪聲”，要進(jìn)行精確的EMI測試，就必須在暗室進(jìn)行；如果在普通工作環(huán)境下測試，就需要采取先進(jìn)的背景噪聲濾除功能。

現(xiàn)在，對研發(fā)工程師而言，以上問題已迎刃而解，海洋儀器推出的OIESA1電磁干擾開發(fā)系統(tǒng)，是一套實驗桌上的電磁干擾測試和調(diào)試系統(tǒng)，它能通過測量模塊上的高頻電流來評估測量被測物的傳導(dǎo)干擾和輻射干擾，適合于在產(chǎn)品開發(fā)階段對PCB板產(chǎn)生的電磁干擾進(jìn)行測試、修改，進(jìn)而來評估設(shè)計修改的有效性，同時采用配套的近場探頭，定位干擾源的位置，發(fā)現(xiàn)電路板上的EMI問題，從而能提高工作效率，加快產(chǎn)品開發(fā)時間，并降低開發(fā)成本。

系統(tǒng)工作原理

大部分情況下，電磁干擾不是一個元件或者一條信號線引起的，而是EUT的整個金屬系統(tǒng)通過磁場或者電場方式的耦合而形成。這個金屬系統(tǒng)，包括PCB板及其相連的所有線纜和機(jī)箱等。金屬系統(tǒng)作為一個整體，成為電磁干擾的干擾源，并起到發(fā)射電磁干擾的天線的作用。OIESA1系統(tǒng)測試產(chǎn)生電磁干擾的源頭，即金屬體上的電磁干擾電流，例如從PCB到線纜的電流。

OIESA1系統(tǒng)測量工作在一個導(dǎo)電的基板上進(jìn)行，這樣可以減少測量裝置、線纜位置以及環(huán)境電磁干擾的影響。把干擾電流通過容性耦合裝置耦合到基板上，然后測量這個由容性裝置和基板構(gòu)成的電流回路上的電流 ierr（見下圖），這樣的測量方法，具有較好的可重復(fù)性，從而能正確評估設(shè)計修改的有效性。典型的EMI問題，一般是以下兩個原因造成的：

1、線纜上的共模干擾

一般是PCB板上有一個或者幾個IC芯片的電源濾波考慮不周全，導(dǎo)致電源上的△I噪聲通過電源或者地網(wǎng)絡(luò)，被引入到連接器和線纜，這種電磁干擾在線纜上就成為共模干擾。還有一種可能是差模電流環(huán)流經(jīng)接插件，這樣，差模EMI就會成為共模EMI。對于EMI測試，共模干擾的影響比差模干擾要大100到1000倍。也就是說，10mA差模電流引起的干擾，可能與0.01mA共模電流引起的干擾會一樣。

利用OIESA1很方便地測量出寄生在電源或者地網(wǎng)絡(luò)上的電磁干擾的電流，同時還能分別測量出共模電流和差模電流。

2、大面積差模電流環(huán)

過長的信號線和不合適的電流回路，會產(chǎn)生大面積的差模電流。遠(yuǎn)場測試結(jié)果與電流環(huán)面積成正比。OIESA1系統(tǒng)在測量電流環(huán)面積方面，須借助配套各類近場探頭進(jìn)行細(xì)致測量。OIESA1系統(tǒng)能方便地測量出電流環(huán)上的干擾電流強度，并正確判斷出干擾電流是共模還是差模。這樣，對EMI問題排除，有很重要的指導(dǎo)意義。

系統(tǒng)組成部分

ESA1電磁干擾開發(fā)系統(tǒng)主要由五部分組成：含CS-ESA芯片掃描軟件、HFW21射頻電流變流器、HFA21 射頻分流器、Z23-1 移動屏蔽篷、PA203 前置放大器（20dB增益）、8款3G射頻磁場探頭、3款3G射頻電場探頭

1、GP23基板：是測量裝置的參考平面，包含有對被測物直流輸入電源的濾波器、以及前置放大器的輸入和輸出接頭。鍍鎳表面，保護(hù)能穩(wěn)定和可靠地連接到HWF21射頻電流轉(zhuǎn)換器或HFA21射頻電流旁路器。精心設(shè)計的帶濾波器的基板GP23，允許非常方便地連接前置放大器以及被測設(shè)備的電源等。

2、Z23-1屏蔽篷：用于把測量裝置和外界電磁場進(jìn)行隔離。如果問題出在VHF頻率范圍內(nèi)，或者需要進(jìn)行精確的EMI測試時，必須用屏蔽篷把外界的電磁干擾屏蔽掉。屏蔽篷前面很容易打開，方便工程師進(jìn)行測量和進(jìn)行電路修改。尺寸：900×500×400mm

3、HFW21高頻電流轉(zhuǎn)換器和HFA21高頻電流旁路器

HFW21高頻電流轉(zhuǎn)換器是一個迷你型直流線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)（LISN），能測量電源線上的高頻電流，且能分別測量共模電流和差模電流。把HFW21串接到EUT被測單元的電源電路中，高頻電流通過容性耦合，轉(zhuǎn)移到HFW21電流變送器的金屬底板上，金屬底板和GP23基板靠在一起，因而HFW21能把寄生在電源線上的高頻電流轉(zhuǎn)移到基板上，EUT產(chǎn)生的高頻電流流過轉(zhuǎn)換器時，HFW21內(nèi)部電路能測量到電流強度，并通過50歐姆“HF OUT”輸出到前置放大器輸入端。利用HFW21，能測量出PCB上各類電壓電源（如5V、3.3V、2.5V、12V、-5V等）和相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)（如數(shù)字地、模擬地）上的干擾電流強度。

HFA21高頻電流旁路器可以把信號線或電路模塊上的高頻電流引導(dǎo)到基板上，從而實現(xiàn)電磁干擾的精確測量。HFA21分流器由電容組成，能把待測電流轉(zhuǎn)移到基板上，HFA21上有100nF、10nF、1nF、100pF、10pF等旁路電容，分別旁路不同頻率的電流。利用旁路器，能測量PCB或者電纜內(nèi)信號線上的干擾電流強度。

HFA21高頻電流旁路器是對HFW21變送器的一種補充，能提供從被測物到基板的另外一種容性連接，主要用于模擬正常工作方式下的數(shù)據(jù)線、及其與周圍的容性耦合關(guān)系。

4、PA203前置放大器：

用于提高近場測量的靈敏度。前置放大器用于對高頻電流轉(zhuǎn)換器和近場探頭測試的信號進(jìn)行放大，其輸入和輸出均為50歐姆，能連接到任意型號50歐姆頻譜分析儀或示波器上。測量時，把前置放大器放在屏蔽篷里面，GP23基板為前置放大器的輸出和電源提供了濾波。前置放大器的輸出信號，經(jīng)過雙屏蔽的BNC線纜連接到頻譜分析儀。

5、RF3G近場探頭組：利用近場探頭，可以探測PCB上以及電纜上的電磁干擾分布情況，準(zhǔn)確定位干擾源位置，分析干擾源的發(fā)分布區(qū)域。

6、CS-ESA芯片掃描軟件：用于遙控頻譜分析儀，存儲并記錄測量曲線。這些曲線可以任意相互計算，或者與校正曲線、頻率相關(guān)的函數(shù)曲線或常數(shù)進(jìn)行換算而形成新的曲線。通過直接輸入或者通過導(dǎo)入csv文件，可以創(chuàng)建和顯示任何數(shù)量的極限曲線。ChipScan-ESA的軟件功能，能夠在開發(fā)過程中對使用頻譜分析儀的測量提供有益的支持和方便。開發(fā)人員還能夠快速系統(tǒng)地比較不同的曲線。