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    • CASSPER 虚拟暗室EMC测量系统

             
      ——革命性的EMC测量系统无须暗室/屏蔽室,测量各类设备及系统的EMC

            CASSPER是最新的EMI测量系统,能克服频谱分析仪固有的缺陷,用来进行电磁发射的测量和电磁干扰源的定位。CASSPER把先进的数字信号处理技术(DSP)引入到了EMI测量中。CASSPER 最初是为美国空军研究实验室开发的。CASSPER EMI是一个双通道的功能非常强大的EMI测量系统,能同时同步测量两个RF信号。

            可以在存在电磁辐射的任何场合方便的进行EMC預测试,创建一个虚拟的EMC暗室系统。

            快速定位EMI问题的源头,真正滤除掉那些不属于系统本身而是外来的那些电磁辐射。

            虚拟暗室系统的组成:

            由双通道EMI接收机、高性能计算机以及相应的天线等组成。

            双通道EMI接收机:

            双通道EMI接收机具有独特的频率同步及脉冲锁定功能,是一个双通道的多端口EMI接收机。使用两套时间与频率都同步的通道同时去接收一个复杂系统中的信号。高速数字信号处理系统(DSP)使得虚拟暗室系统能够去掉背景噪声,从而正确得到实际被测设备的电磁辐射情况。

            每个通道(A通道或者B通道)都在接收机的前面板上设有四个端口,这样就可以很方便地接收来自天线的数据。系统对天线的种类没有特殊限制,不同频段的天线可以接到不同的端口上,系统可以对不同频段的天线进行自动切换。



        EMI接收机参数。

      通道数量:2

      频率范围:200Hz - 1000MHz

      RF端口数量:每个通道允许2或者4个复用的端口(N型连接器)

      同步的时间、频率和相位

      输入阻抗:50欧姆

      总体幅度精度:±1.5dB
      6 dB带宽背景抑制:300 KHz, 120 KHz, 9 KHz, 3 KHz, 1 KHz, 200 Hz

      干扰源定位:32 KHz, 16 KHz, 8 KHz

      RF端口隔离:> 65 dB

      电源:115/230 VAC 频率:47-63 Hz

      最大输入: +20 dBm

      分辨率带宽精度:±2%


            通道数量:2

            频率范围:200Hz - 1000MHz

            RF端口数量:每个通道允许2或者4个复用的端口(N型连接器)

            同步的时间、频率和相位

            输入阻抗:50欧姆

            总体幅度精度:±1.5dB ? 6 dB带宽背景抑制:300 KHz, 120 KHz, 9 KHz, 3 KHz, 1 KHz, 200 Hz

            干扰源定位:32 KHz, 16 KHz, 8 KHz

            RF端口隔离:> 65 dB

            电源:115/230 VAC 频率:47-63 Hz

            最大输入: +20 dBm

            分辨率带宽精度:±2%

            虚拟暗室系统的应用

            应用1: EMC预兼容测试

            在被测设备的前方一定距离(d)上放置一天线(天线1),天线连接到通道A,负责接收来自被测设备以及背景共同作用的信号。另外一个天线(天线2)则放置在离被测设备较远的地方,其距离至少是d的十倍,天线2与通道B相连接,负责测量的是来自整个背景的噪声情况,所使用的两个天线要求具有同样的方向和极性。

            双通道EMI接收机中任何一个通道都实现了时间以及频率的同步,这样就可以保证来自两个地方的电磁辐射情况可以同时到达接收机,从而可以将同时来自两个地方共同具有的背景噪声记录下来并滤除掉,这就创建了一个虚拟的第三个测量通道,这种测量方法可以很真实的反应被测设备的电磁辐射情况。

            


      对于置于室内或大型设备的测试安装示意图

            应用2: 定位辐射源

            为了定位辐射源,用于消除系统背景噪声的天线可以固定放置于被测设备附近,并且连接到通道A,接收同时来自被测设备和背景的辐射。被测设备天线可以连接一个近场探头或者电流卡钳,连接到通道B。这种测试,对于那些置于室内的大型设备的测试,显得尤为实际。

            EMI接收机中任何一个通道都实现了时间及频率的同步,可以保证来自两个地点的电磁辐射同时到达接收机。通过两个信号的相位关联关系来确定辐射源的位置。这就意味着即使不同的几个发射器发出同样频率和幅度的信号,系统也可以加以区分,所以说,通过对比近场与远场两个天线从而找到那些真正来自

            系统本身的电磁兼容问题,这样就可以为工程师节约大量的时间,能应用于从板级设计一直到系统级设计。

            系统工作原理

            在测量电子设备的电磁发射时,遇到的问题是背景RF信号电平会超出标准值。如果我们在市内的某个场地进行测量,一般情况下,无线电台和电视台发出的信号的电平,会超出发射限制30至40dB。对此,一般的解决方案是建设一个昂贵的大型的屏蔽的、无反射的房间,就是我们所熟悉的暗室测量系统。

            CASSPER的背景噪声滤除功能能识别并滤除背景噪声,它不仅能滤除一般的背景噪声,还能精确提取与背景噪声相同频率的被测设备(EUT)产生的信号。

            即使背景噪声的幅度或者频率被调制了,CASSPER背景噪声滤除性能也不会下降。CASSPER也能滤除来自多个地方的背景噪声。CASSPER能让你在市内区域精确测量电子设备的电磁发射。

            


            在进行测量之前,先将所用天线的类型以及其相关的资料(例如天线因素,传输阻抗,插入损耗等)输入到一个文件中,至少需要两个天线,每个通道接一个天线。为了去掉背景噪声,采取的方法是其中一个天线既测量设备本身的辐射又测量背景的辐射,而另外一个天线则只测量背景噪声。在定位辐射源的时候,利用其中的一个传感器跟踪存在问题的信号而另外一个传感器则负责寻找辐射源。

            右图中,蓝色曲线的为实际测量的曲线,红色曲线为去除背景噪声后的由被测设备产生的电磁辐射。

            传统的测试方法只显示信号的频率以及幅度,虚拟暗室系统则可以去掉背景噪声从而得到真正来自设备本身的信号情况。

            同一个频率下的两个信号没有必然的关联关系,可能来自同一个信号源,也有可

            能不是来自统一信号源,虚拟暗室系统则可以真正识别出信号之间的关联并判断出是否来自同一信号源。