如何選擇和使用近場(chǎng)探頭？

在EMC暗室中，使用接受天線在3m和10m距離進(jìn)行輻射發(fā)射測(cè)試，都是進(jìn)行的遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試。標(biāo)準(zhǔn)的遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試，可以準(zhǔn)確定量的告訴我們被測(cè)件是否符合相應(yīng)的EMI標(biāo)準(zhǔn)。

　　但是遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試無(wú)法告訴工程師，嚴(yán)重的輻射問(wèn)題到底是來(lái)自于電源線、某個(gè)元器件，或USB ，LAN 之類的通信接口。在這種情況下，我們使用頻譜分析儀和近場(chǎng)探頭通過(guò)近場(chǎng)測(cè)試的方法來(lái)定位輻射的真正來(lái)源。近場(chǎng)測(cè)試是一種相對(duì)量測(cè)試，需要把被測(cè)器件的測(cè)試結(jié)果與基準(zhǔn)器件的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行比較，以預(yù)測(cè)被測(cè)器件通過(guò)一致性測(cè)試的可能性。需要注意的是，比較近場(chǎng)測(cè)試結(jié)果與EMI標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試極限是沒(méi)有意義的，因?yàn)闇y(cè)試讀數(shù)受許多因素的影響，包括探頭位置和被測(cè)器件的形狀等。

　　一.近場(chǎng)探頭簡(jiǎn)介

　　近場(chǎng)探頭分為磁場(chǎng)探頭(H)和電場(chǎng)探頭(E)，不同的近場(chǎng)探頭在定位、評(píng)測(cè)可能的發(fā)射源以及對(duì)其進(jìn)行故障診斷方面都有不同的特殊優(yōu)勢(shì)。

　　1. 電場(chǎng)探頭(E)

　　電場(chǎng)是由電壓產(chǎn)生，主要的發(fā)射源包括一些未端接器件的線纜 、連接高阻器件的PCB 布線等，電場(chǎng)探頭類似一根小天線。電場(chǎng)探頭多為平面型或線性外觀，如下圖Langer生產(chǎn)的RF-E02和RF-E05的電場(chǎng)探頭：

　2. 磁場(chǎng)探頭(H)

　　磁場(chǎng)是由電流產(chǎn)生的，所以最常見(jiàn)的發(fā)射源包括芯片，器件的管腳、PCB 上的布線、電源線及信號(hào)線纜。最常見(jiàn)的磁場(chǎng)探頭多為環(huán)狀，當(dāng)磁場(chǎng)傳播線和探頭環(huán)面垂直的時(shí)候，測(cè)量數(shù)值最大。如下圖Langer生產(chǎn)的RF-R400-1和RF-R50-1不同直徑的磁場(chǎng)探頭

　二.如何選擇近場(chǎng)探頭

　　選擇近場(chǎng)探頭主要考慮幾個(gè)重要因素，包括分辨率 、靈敏度和頻率響應(yīng)等。

　　靈敏度：近場(chǎng)探頭的靈敏度不是一個(gè)絕對(duì)的指標(biāo)，關(guān)鍵是看探頭和配合使用的頻譜分析儀能不能容易的測(cè)量到輻射泄漏信號(hào)，并且有足夠的裕量去觀察改進(jìn)后的變化。如果頻譜儀的靈敏度很高，我們可以選擇靈敏度相對(duì)較低一些的探頭。反之就必須選擇靈敏度高的探頭，甚至考慮外接前置放大器提高整體系統(tǒng)的靈敏度。

　　分辨率：是探頭分辨干擾源位置的能力。而通常來(lái)說(shuō)分辨率和靈敏度是一對(duì)矛盾體。以我們的環(huán)狀磁場(chǎng)探頭為例，尺寸越大的環(huán)狀探頭，靈敏度往往越高，測(cè)試面積越大，從而分辨率就會(huì)越低。

　　頻率響應(yīng)：頻率響應(yīng)是給定探頭在測(cè)量相同幅度、不同頻率的信號(hào)時(shí)得到的幅度差。在進(jìn)行近場(chǎng)測(cè)試的過(guò)程中，探頭的角度以及探頭與被測(cè)器件之間的距離都會(huì)改變，因此使測(cè)量場(chǎng)強(qiáng)的絕對(duì)值失去了意義。數(shù)據(jù)結(jié)果的比較非常重要，它可以幫助工程師找到產(chǎn)生最大發(fā)射的頻率點(diǎn)。例如，如果頻率響應(yīng)在一個(gè)特定頻率上出現(xiàn)很大衰減，那么在該頻率上的高發(fā)射可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于信號(hào)分析儀上的發(fā)射，因而被忽視