電磁兼容EMI接收機與頻譜分析儀的差異

        在ＥＭＣ測試設備選型時(shí)，常遇到這樣的問(wèn)題：ＥＭＩ接收機與頻譜儀到底有何不同，為何ＥＭＩ測試要選用接收機？

        本文依據ＣＩＳＰＲ１６－１（ＧＢ／Ｔ６１１３）和ＧＪＢ１５２，對于接收機的測試原理進(jìn)行剖析，分析接收機與頻譜測試設備的選擇提供參考－符合標準的接收機是ＥＭＣ合格評定測試的正確選擇。 

１、接收機和頻譜分析儀的原理差異 

       頻譜分析儀是當前頻譜分析的主要工具，尤其是掃頻外差式頻譜分析儀是當今頻譜儀的主流，應用掃頻測量技術(shù)，通過(guò)掃頻信號源得到外差信號進(jìn)行頻域動(dòng)態(tài)分析。 接收機是進(jìn)行ＥＭＣ測試的主要工具，以點(diǎn)頻法為基礎，應用本振調諧的原理測試相應頻點(diǎn)的電平值。接收機的掃描模式應當是以步進(jìn)點(diǎn)頻調諧的方式得到的。 

１.１ 基本原理圖 

      根據工作原理，頻譜分析儀和接收機可分為模擬式和數字式兩大類(lèi)。外差式分析是當前使用*為廣泛的接收和分析方法。下面就外差式頻譜分析儀與接收機之間的主要差別作一分析。 從原理圖上看，頻譜儀與接收機類(lèi)似，但是頻譜儀與接收機在以下幾方面差別較大：前端預選器；本振信號掃描；中頻濾波器；雜散信號和精度。

1.2 輸入ＲＦ信號的前端處理 

      接收機與頻譜儀在輸入端對信號進(jìn)行的處理是不同的。 頻譜儀的信號輸入端通常有一組較為簡(jiǎn)單的低通濾波器，而接收機要采用對寬帶信號有較強的抗擾能力的預選器。通常包括一組固定帶通濾波器和一組跟蹤濾波器，完成對信號的預選。 由于ＲＦ信號的諧波、交調和其它雜散信號的影響，造成頻譜儀和接收機測試誤差。相對于頻譜儀而言，接收機需要更高的精度，這要求在接收機的前端比普通頻譜儀多出一個(gè)預選器，提高選擇性。 接收機的選擇性在ＧＢ／Ｔ６１１３（ＣＩＳＰＲ１６）中有明確規定。 

1.3 本振信號的調節 

      現在的ＥＭＣ測量，人們不止要求能手動(dòng)調諧搜索頻率點(diǎn)，也需要快速直觀(guān)觀(guān)察ＥＵＴ的頻率電平特性。這就是要求本振信號既能測試規定的頻率點(diǎn)，也能夠在一定頻率范圍掃描。 頻譜儀是通過(guò)掃頻信號源實(shí)現掃頻測量的。通常通過(guò)斜波或鋸齒波信號控制掃頻信號源，在預設的頻率跨度內掃描，獲得期望的混頻輸出信號。 接收機的頻率掃描是步進(jìn)的，離散的，是離散的點(diǎn)頻測試。接收機按照操作者預先設定的頻率間隔，通過(guò)處理器的控制，在每一個(gè)頻率點(diǎn)進(jìn)行電平測量，顯示的測試結果曲線(xiàn)實(shí)際是單個(gè)點(diǎn)頻測試的的結果。 

1.4 中頻濾波器 

      頻譜儀和接收機的中頻濾波器的帶寬是不同的。 通常定義頻譜儀分辨率帶寬是幅頻特性的３dＢ帶寬，而接收機的中頻帶寬是幅頻特性的６dＢ帶寬。當頻譜儀與接收機設定相同級別的帶寬時(shí)，它們對信號的實(shí)際測試值是不同的。具體的表現如下圖： 頻譜儀ＲＢＷ濾波器 接收機ＩＦＢＷ濾波器 從頻譜儀和接收機中頻濾波器的幅頻特性可以看出，當頻譜儀３dＢ帶寬Ｂ３與接收機６dＢ帶寬Ｂ６值設為一樣時(shí)，實(shí)際通過(guò)兩種濾波器的信號幅頻特性是不一樣的。依據ＥＭＣ標準，無(wú)論是民用還是軍.用標準，帶寬均應為６dＢ。 

1.5 檢波器 

     依據ＥＭＣ標準，要求測試接收機帶有峰值、準峰值和平均值檢波器，通用頻譜分析儀一般帶有峰值和平均值檢波器，沒(méi)有準峰值檢波器，而ＥＭＣ標準中限值通常包括準峰值限值。 

1.6 精度 

    從接收機對信號的處理方式以及ＥＭＣ測試要求看，接收機要比頻譜儀有更高的精度，更低的亂真響應。 

２、 接收機與頻譜分析儀在ＥＭＣ測試應用的差異 

       在目前的市場(chǎng)上，我們可以見(jiàn)到一些通過(guò)頻譜分析儀改造而來(lái)的接收機，如果應用它們進(jìn)行測試，必須符合相應的標準。對于民用ＥＭＣ測試，測量設備標準依據為ＣＩＳＰＲ１６－１（ＧＢ／Ｔ６１１３）。對于軍.用標準測試，測量設備的標準依據是ＧＪＢ１５２（ＭＩＬ－ＳＴＤ４６２）。 根據上一章原理分析，我們可以總結出下面一個(gè)簡(jiǎn)單的公式： 通用頻譜儀＋預選器＋６dB中頻濾波器，三種檢波器＋點(diǎn)頻測試功能＋高精度信號處理＝接收機 在公式左邊各項并非簡(jiǎn)單羅列，每項都有特殊要求，同時(shí)根據設計原理，在使用中必須依據儀器生產(chǎn)商的說(shuō)明進(jìn)行操作，才能達到相應要求。 

2.1 預選器 

      頻段的選擇必須依據生產(chǎn)商的說(shuō)明，如果掃描跨度設置不合適，預選器中的固定濾波器和跟隨濾波器就無(wú)法正常工作。 

2.2 點(diǎn)頻測試和檢波器 

     在依據ＥＭＣ標準進(jìn)行測試時(shí)，許多情況下需要對某些固定的頻率點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)測試。例如，許多測試工程師在進(jìn)行輻射干擾測試時(shí)，依據標準要求，需要選擇合適的頻率點(diǎn)，進(jìn)行轉臺的轉動(dòng)和天線(xiàn)的升降，實(shí)時(shí)快速觀(guān)察和記錄該點(diǎn)的電平值。在這種情況下，具有點(diǎn)頻測試功能的接收機能夠方便準確地完成，而通用頻譜分析儀無(wú)法準確實(shí)時(shí)測試單一頻點(diǎn)的電平變化，ＥＭＩ測試用頻譜分析儀必須有增加的功能，能夠在掃描跨度（ＳＰＡＮ）為零時(shí)，快速準確的進(jìn)行測試，不止是峰值顯示，同時(shí)要有準峰值和平均值。 依據標準ＣＩＳＰＲ１６－１，對峰值、準峰值和平均值檢波器作脈沖響應測試時(shí)，接收機可以對單一頻率進(jìn)行點(diǎn)頻監測，判斷其是否符合標準，而通用頻譜儀完成這種測量是很困難的。脈沖響應測量是判斷接收機合適與否的一個(gè)重要指標，不符合標準的僅能作為預測試設備。 

3、 結論

      依據本文對頻譜分析儀和接收機所作的原理分析，針對ＥＭＣ測試設計的接收機是適合判定和認證測試的正確選擇。許多預測試儀器，如頻譜分析儀內置６dB中頻帶寬、準峰值和平均值檢波器，或頻譜分析儀外加預選器，都無(wú)法達到接收機的要求。