一種實(shí)時(shí)頻譜分析在EMI診斷中的實(shí)現(xiàn)

　　為幫助查看準(zhǔn)峰值檢波器與相關(guān)儀表組合的響應(yīng)，圖2把輸入響應(yīng)（重復(fù)脈沖，用藍(lán)色表示）、得到的準(zhǔn)峰值檢波器響應(yīng)（具有響應(yīng)快、衰減慢的特點(diǎn)，用綠色表示）及檢波器與儀表的綜合響應(yīng)（用紅色表示）分開(kāi)。

　　對(duì)于帶有QP檢波器的接收機(jī)上的常數(shù)指標(biāo)，圖3表明了CISPR 16-1-1標(biāo)準(zhǔn)描述的幅度和重復(fù)頻率之間的關(guān)系。

　　 圖2 對(duì)重復(fù)信號(hào)的準(zhǔn)峰值響應(yīng)

　　 圖3 準(zhǔn)峰值檢波器的脈沖響應(yīng)曲線

　　圖4是峰值檢波和QP檢波實(shí)例。這里，峰值檢波和QP檢波中查看了8μs脈寬和10ms重復(fù)率的信號(hào)。得到的QP值比峰值低10.1dB.在測(cè)量被測(cè)設(shè)備的EMI時(shí)，通常會(huì)先測(cè)量峰值，找到超過(guò)或接近規(guī)定極限的問(wèn)題區(qū)域。然后只在接近或超過(guò)限制的信號(hào)上進(jìn)行速度較慢的準(zhǔn)峰值測(cè)量。通常使用帶有標(biāo)準(zhǔn)峰值檢波器的頻譜分析儀，迅速評(píng)估任何問(wèn)題區(qū)域。

　　圖4 峰值和準(zhǔn)峰值檢波對(duì)8μs脈寬和10ms重復(fù)率的信號(hào)的影響，準(zhǔn)峰值比峰值低10.1dB

　　平均和視頻濾波器

　　除QP檢波外，實(shí)時(shí)頻譜分析儀還支持CISPR規(guī)范中規(guī)定的峰值和均值檢波器。峰值檢波器檢測(cè)信號(hào)包絡(luò)的峰值，均值檢波器計(jì)算包絡(luò)的平均值。實(shí)時(shí)頻譜分析儀能夠從同一輸入信號(hào)中同時(shí)測(cè)量QP、峰值和均值，以獨(dú)一無(wú)二的方式了解DUT的信號(hào)特點(diǎn)。某些EMI測(cè)量指定了視頻濾波器，視頻濾波器是頻譜分析儀中最早采用的方法，以降低測(cè)量噪聲變化所產(chǎn)生的影響。視頻濾波器一詞源于最早的實(shí)現(xiàn)方案，即低通濾波器被放在檢測(cè)到的輸出與頻譜分析儀CRT的Y軸模擬驅(qū)動(dòng)輸入之間。實(shí)時(shí)頻譜分析儀和部分現(xiàn)代頻譜分析儀采用數(shù)字技術(shù)來(lái)平滑信號(hào)上的噪聲。

　　在大多數(shù)EMI測(cè)量中，視頻濾波器指定為關(guān)閉，或視頻濾波器指定為至少比測(cè)量的指定RBW高出三倍（參見(jiàn)表1）。

　　指定視頻濾波器關(guān)閉（或不小于3倍RBW）的目的，是為了消除視頻濾波器對(duì)檢測(cè)到的信號(hào)的影響。圖4是視頻帶寬（VBW）與RBW之比變化時(shí)視頻帶寬的影響。在VBW≥3*RBW或10*RBW（或失效）時(shí)，噪聲標(biāo)準(zhǔn)偏差保持在5.4dB.在VBW=RBW時(shí)，例如在TELEC規(guī)范部分章節(jié)中，噪聲變化降低到大約4.7dB.

　　EMI濾波器、檢波器和平均算法的數(shù)字實(shí)現(xiàn)方案

　　標(biāo)準(zhǔn)的EMI濾波器通常由串聯(lián)電抗器和并聯(lián)電容器組成的低通濾波電路，其作用是允許設(shè)備正常工作時(shí)的頻率信號(hào)進(jìn)入設(shè)備，而對(duì)高頻的干擾信號(hào)有較大的阻礙作用。電源線是干擾傳入設(shè)備和傳出設(shè)備的主要途徑，通過(guò)電源線，電網(wǎng)的干擾可以傳入設(shè)備，干擾設(shè)備的正常工作，同樣設(shè)備產(chǎn)生的干擾也可能通過(guò)電源線傳到電網(wǎng)上，干擾其他設(shè)備的正常工作。

　　檢波器，是檢出波動(dòng)信號(hào)中某種有用信息的裝置。用于識(shí)別波、振蕩或信號(hào)存在或變化的器件。檢波器通常用來(lái)提取所攜帶的信息。檢波器分為包絡(luò)檢波器和同步檢波器。前者的輸出信號(hào)與輸入信號(hào)包絡(luò)成對(duì)應(yīng)關(guān)系，主要用于標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅信號(hào)的解調(diào)。后者實(shí)際上是一個(gè)模擬相乘器，為了得到解調(diào)作用，需要另外加入一個(gè)與輸入信號(hào)的載波完全一致的振蕩信號(hào)（相干信號(hào)）。同步檢波器主要用于單邊帶調(diào)幅信號(hào)的解調(diào)或殘留邊帶調(diào)幅信號(hào)的解調(diào)

　　對(duì)基于離散傅里葉變換（DFT）技術(shù)的頻譜分析儀，通過(guò)對(duì)離散采集數(shù)據(jù)應(yīng)用窗口功能，可以以數(shù)字方式執(zhí)行濾波。采樣率取決于要求的濾波器的帶寬。在采樣頻率相同時(shí)，要求更多的樣點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)更小的濾波帶寬。

　　實(shí)時(shí)頻譜分析儀采用Kaiser窗口仿真EMI濾波器。窗口功能的頻響幅度決定著IF濾波器形狀，必須滿足CISPR 16-1-1中規(guī)定的帶通選擇限制。

　　在實(shí)時(shí)頻譜分析儀中，準(zhǔn)峰值檢波器使用數(shù)字濾波器實(shí)現(xiàn)?？梢允褂脭?shù)字濾波器，如無(wú)窮脈沖響應(yīng)（IIR）濾波器，仿真?zhèn)鹘y(tǒng)EMI接收機(jī)使用的RC充電電路和放電電路。這種臨界阻尼表還可以建模為二階數(shù)字IIR濾波器。儀表上顯示的最大值取為準(zhǔn)峰值檢波器器值。

　　在實(shí)時(shí)頻譜分析儀上，視頻濾波器采用平均技術(shù)實(shí)現(xiàn)。使用的平均數(shù)量取決于選擇的視頻帶寬及測(cè)量時(shí)使用的RBW.在使用VBW時(shí)，得到的測(cè)量分析長(zhǎng)度取決于選擇的VBW,如果在沒(méi)有視頻帶寬時(shí)使用RBW,那么會(huì)比較長(zhǎng)。實(shí)時(shí)頻譜分析儀選擇平均數(shù)量，實(shí)現(xiàn)與噪聲變化對(duì)VBW/RBW曲線的良好相關(guān)性，如圖5所示。