【導(dǎo)讀】AV3915電磁兼容測(cè)試接收機(jī)，不僅能夠滿足電磁兼容測(cè)試分析、認(rèn)證的需要，而且它還是一臺(tái)高性能的頻譜分析儀，它能夠提供信號(hào)分析測(cè)試的各種功能，滿足EMC信號(hào)分析用途。今天咱們先說(shuō)說(shuō)接收機(jī)中那么多的檢波器吧，太多了，眼都看花了，真不知道什么時(shí)候測(cè)試什么的信號(hào)選擇什么樣的檢波器，對(duì)應(yīng)一堆為什么。
首先用AV3915的EMI接收機(jī)模式，對(duì)設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)超限信號(hào)，然后可以轉(zhuǎn)到頻譜分析模式進(jìn)行更加詳細(xì)的測(cè)量分析、解調(diào)。遇到了脈沖信號(hào)、連續(xù)波信號(hào)或者調(diào)幅調(diào)頻信號(hào)、甚至類噪聲信號(hào)，測(cè)試分析時(shí)候就需要選擇相應(yīng)的檢波器了。打開(kāi)AV3915EMI測(cè)試接收機(jī)，一排檢波器赫然出現(xiàn)，峰值、準(zhǔn)峰值、平均值、RMS有效值、最小峰值，還有以前接收機(jī)中沒(méi)見(jiàn)過(guò)的CISPR AV、CISPR RMS檢波器，看上去讓人有點(diǎn)蒙，要開(kāi)始測(cè)試了，選擇哪個(gè)呢？
圖1. 檢波器原理圖
記得上課時(shí)候老師講過(guò)檢波器的，道理沒(méi)變啊。接收機(jī)前段的作用就是將輸入信號(hào)功率轉(zhuǎn)換為中頻的輸出視頻電壓，該電壓值對(duì)應(yīng)輸入信號(hào)功率，檢波器的功能是對(duì)出現(xiàn)在接收機(jī)中頻及其帶寬內(nèi)的信號(hào)包絡(luò)進(jìn)行處理, 去掉載波恢復(fù)基帶信號(hào)。模擬檢波檢出的是模擬的連續(xù)信號(hào)，數(shù)字檢波檢出的是離散幅度值，現(xiàn)在接收機(jī)基本都是數(shù)字檢波了，采用不同的檢波方式進(jìn)行抽取，得到信號(hào)的幅度值也是不同的。包絡(luò)檢波充放電時(shí)常數(shù)就是其最核心的特性參數(shù)了，知道這個(gè)就知道這些檢波器的內(nèi)在本質(zhì)區(qū)別了。
峰值檢波器就是在駐留時(shí)間內(nèi)的采樣值序列中，找包絡(luò)最大的那個(gè)點(diǎn)，取信號(hào)包絡(luò)的最大值, 其模擬實(shí)現(xiàn)原理就是讓其充電時(shí)常數(shù)遠(yuǎn)大于放電時(shí)常數(shù)，來(lái)了大信號(hào)就趕快充電，小信號(hào)慢放電或不放電，這樣就爬到包絡(luò)信號(hào)的山峰了?？梢钥闯鰺o(wú)論怎樣設(shè)置頻寬等參數(shù)，峰值檢波器都不會(huì)帶來(lái)輸入信號(hào)的丟失，一定能找到信號(hào)的最高點(diǎn)，因此峰值檢波器是EMC測(cè)試中最重要的檢波器了，而且因?yàn)檫@種檢波器的測(cè)量速度比較快，被廣泛應(yīng)用于電磁兼容發(fā)射測(cè)試的預(yù)掃中。如果峰值檢波情況下，沒(méi)有超標(biāo)的干擾信號(hào)，基本就可以認(rèn)為，通過(guò)輻射測(cè)試認(rèn)證了。在嚴(yán)格的軍標(biāo)測(cè)試中，經(jīng)常采用峰值檢波器，因?yàn)橐粋€(gè)短的電脈沖就可能會(huì)導(dǎo)致軍事裝備產(chǎn)生誤動(dòng)作，如果碰巧是洲際導(dǎo)彈，那導(dǎo)彈不就離開(kāi)發(fā)射臺(tái)了，這豈不要?dú)缑绹?guó)？想想都恐怖。
最小峰值檢波器看完了字面上也理解了，就是在駐留時(shí)間內(nèi)的采樣值序列中，找信號(hào)包絡(luò)中最小的那個(gè)，其模擬實(shí)現(xiàn)原理就是讓其充電時(shí)常數(shù)遠(yuǎn)小于放電時(shí)常數(shù)，來(lái)了信號(hào)就慢充電快放電，這樣就跌到包絡(luò)信號(hào)的山谷里了。這種檢波器在EMC分析中用的比較少，但在信號(hào)分析中還是比較有用的，因?yàn)檫@種檢波方式可以很好的抑制顯示噪聲，所以可以從噪聲中分辨出微小的連續(xù)正弦信號(hào)。EMC測(cè)試分析時(shí)，如果要從脈沖信號(hào)中分辨出連續(xù)正弦信號(hào)就要用它了。
平均值值檢波器，那就是把駐留時(shí)間內(nèi)的采樣值序列進(jìn)行數(shù)學(xué)上平均N個(gè)值之和除以N, 其模擬實(shí)現(xiàn)原理就是讓其充電時(shí)常數(shù)等于放電時(shí)常數(shù)，來(lái)了信號(hào)就充放電速度一樣。EMC測(cè)試窄帶信號(hào)時(shí)候就用上了。經(jīng)常用在傳導(dǎo)發(fā)射等關(guān)注測(cè)量電壓的相關(guān)測(cè)試中。測(cè)量幅度調(diào)制和頻率調(diào)制的連續(xù)波信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)，如調(diào)頻廣播信號(hào)、窄帶模擬FM 方式信號(hào)和窄帶數(shù)字信號(hào)，應(yīng)當(dāng)選擇線性平均值檢波方式。
有效值檢波器，也叫均方根檢波，駐留時(shí)間內(nèi)的所有采樣值，先平方，再平均，再開(kāi)方，平方后得到的自然是功率相關(guān)，最后開(kāi)方就成電壓的有效值了。這種檢波方式很適合類似于噪聲的調(diào)制信號(hào)的測(cè)試。如CDMA信號(hào)、WCDMA信號(hào)、TD-SCDMA，當(dāng)然也可以選擇均值檢波器。
準(zhǔn)峰值檢波器，源于古老的歷史傳承，它是伴隨著調(diào)幅廣播的發(fā)展而產(chǎn)生的。在1933年CISPR成立的時(shí)候就已經(jīng)意識(shí)到了不同干擾脈沖的重復(fù)頻率的影響，對(duì)于傳統(tǒng)的模擬調(diào)制方式來(lái)說(shuō), 接收質(zhì)量的評(píng)估一定程度上要依靠人的主觀判斷。所以準(zhǔn)峰值檢波器針對(duì)不同干擾脈沖的重復(fù)頻率基于人耳的頻響特性進(jìn)行了修正，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于無(wú)線電干擾影響狀況的合理評(píng)判，最初主要是針對(duì)老式無(wú)線電調(diào)幅信號(hào)所設(shè)計(jì)的檢波方式，現(xiàn)在測(cè)量的信號(hào)雖然多為突發(fā)的脈沖信號(hào)，但是在國(guó)際和國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)中仍延續(xù)準(zhǔn)峰值檢波方式作為最終測(cè)量結(jié)果的判定。CISPR加權(quán)考慮脈沖重復(fù)頻率和時(shí)間分布，規(guī)定了9KHz-1GHz連續(xù)ABCD四個(gè)不同頻段內(nèi)，對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)峰值檢波器充放電時(shí)間常數(shù)及相應(yīng)測(cè)量帶寬，從而以保證測(cè)量結(jié)果的可重現(xiàn)和可比性。
下面是以前沒(méi)見(jiàn)過(guò)的CISPR Average檢波器和CISPR RMS Average檢波器了。為啥這兩種檢波器出來(lái)的晚？大家想想就知道了，最近這些年移動(dòng)通信發(fā)展迅猛，對(duì)數(shù)字無(wú)線通信系統(tǒng)各種干擾測(cè)量測(cè)試中為獲得具有更好的性能，才設(shè)計(jì)出來(lái)的。因?yàn)閷?duì)于數(shù)字無(wú)線通信系統(tǒng)( GSM,CDMA等) ,峰值檢波器、準(zhǔn)峰值檢波器測(cè)量結(jié)果偏大, 而平均值檢波測(cè)量結(jié)果偏小, 都不是很適用, CISPR對(duì)于測(cè)試中使用的平均值檢波器做出了修改, 使用新的CISPR Average檢波器取代了原有的平均值檢波器。其作為有效值檢波和線性平均值檢波器的折衷, 更能真實(shí)的測(cè)量重復(fù)周期比較低, 脈寬比較窄的騷擾信號(hào)。
CISPR RMS Average檢波器呢？這種新的檢波方式由準(zhǔn)峰值檢波器改良而成。在遙遠(yuǎn)的過(guò)去以調(diào)幅信號(hào)為主, 現(xiàn)在的設(shè)備一般都是數(shù)字脈沖為主，為進(jìn)行這類信號(hào)符合性測(cè)量, CISPR規(guī)定了不同測(cè)量項(xiàng)目的試驗(yàn)限值。這個(gè)檢波器主要參數(shù)就是臨界頻率點(diǎn)和測(cè)量時(shí)間,在臨界頻率點(diǎn)以上使用有效值檢波器,在有效值檢波器之后是帶有時(shí)間常數(shù)的線性平均值檢波器和峰值檢波器，其規(guī)定就是3個(gè)臨界頻率點(diǎn)和對(duì)應(yīng)的測(cè)量時(shí)間。當(dāng)被測(cè)脈沖調(diào)制信號(hào)的脈沖重復(fù)周期低于測(cè)量時(shí)間常數(shù)時(shí),例如在規(guī)定的AB段，當(dāng)重復(fù)頻率小于10Hz時(shí),測(cè)試結(jié)果不是平均值而是儀表仿真網(wǎng)絡(luò)的最大輸出。
最后，希望親們用AV3915對(duì)電磁兼容領(lǐng)域常見(jiàn)的各類脈沖信號(hào)干擾進(jìn)行測(cè)試,根據(jù)信號(hào)特征使用不同的檢波器進(jìn)行測(cè)量并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。
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