使用更高功率RF進行抗擾度測試
作者 : Kenneth Wyatt，Wyatt Technical Services LLC首席顧問
在工作台上模擬輻射抗擾度的有效方法之一是將RF產生器用於H場(迴路)探棒...
在工作台上模擬輻射抗擾度有一個非常有效的方法，就是將射頻(RF)產生器用於H場(迴路)探棒。RF產生器的最佳功率範圍為+15~+20dBm，它將在探棒尖端周圍產生強烈的射頻場。透過在電路和互連電纜周圍掃描探棒，經常可以複製系統故障，接著找到敏感的電路節點，然後就可以採取緩解措施，筆者利用這種方式已經為客戶解決了許多棘手的問題。
通常，我使用Signal Hound VSG-25A向量訊號產生器(至+13dBm)、Windfreak SynthNV或SynthHD訊號產生器(+19dBm或+20dBm)。這些產生器都能夠提供1kHz 80%調幅(AM)或1kHz 50%脈衝調變，這也是EMC測試標準IEC 61000-4-3或MIL-STD-461所要求的。只需將其中任一種產生器連接到筆記型電腦的USB埠上，啟動適當的軟體控制，再連接H場探棒，就可以開始測試了。
不過，我發現有時需要更高的RF電平才能啟動故障模式，這通常需要添加RF功率放大器(PA)。我曾經多次使用RF功率放大器並成功測試。這些放大器都具有2~3W輸出和10~1,000MHz寬頻，能夠達到模擬故障所需的電平。
Tekbox TBMDA3功率放大器
在最近的一個案例中，我必須對一個電池管理系統進行故障排除。我採用了來自Tekbox Digital Solutions的新型「調變」功率放大器(圖1)。TBMDA3機型是一款頻率範圍為10~1,000MHz的放大器，它具有內建調變控制，可產生1kHz 80% AM和1kHz 50%脈衝訊號，以及217Hz 12.5%脈衝訊號，可用於測試分時多工(TDMA)行動電話。
圖1：Tekbox TBMDA3是一款頻率範圍為10~1,000MHz的射頻放大器。
Tekbox TBMDA3功率輸出範圍為+34~+37dBm (1dB輸出壓縮點)，具體功率取決於頻率；增益高達44dB。該放大器配備兩根N轉SMA電纜和一個30dB衰減器，供電電壓為110~240VAC。
圖2：電池管理系統的RF抗擾度測試設置。
為了進行電池管理系統(BMS)測試，我採用了Signal Hound合成器來驅動RF功率放大器，並根據觸發故障模式所需的RF輸出，在-10~+3dBm之間調整其輸出。使用插入Siglent SSA 3032X頻譜分析儀(SA)的伸縮天線來監測調變RF。放大器的RF輸出連接到Fischer F-33-1電流探棒，以將RF注入電池電纜。當然，任何RF電流探棒(Tekbox、Com-Power等)都可用於該應用(圖2和圖3)。
圖3：用於電池管理系統抗擾度測試的通用測試設置原理圖。
值得注意的是，Signal Hound合成器和功率放大器都可以導入所需的80%調變，但在大多數測試中我都選擇使用放大器的調變能力。還有一點也很重要，在測試輻射抗擾度時，也可以將天線連接到RF放大器，但應始終在遮罩室或EMC室中進行，以避免干擾已認證的通訊系統。
我曾經遇過好幾個這樣的案例：工程師在其設施中反覆修改程式，然後再跑到EMC合規性測試實驗室中進行測試，如此來來回回折騰了好幾個星期。等到最後找到我去現場幫忙時，我們通常只需要幾個小時就可以找到敏感電路，並採取一些快速緩解措施。
這種測試方法很容易在工作台上設置，而且可以快速定位敏感電路。一旦確定了這些電路，就可以在即時重新測試的同時嘗試修復。再也不用來回跑測試實驗室，浪費大量時間和金錢了！
(參考原文：Using higher-powered RF immunity testing，by Kenneth Wyatt)
從無線連接、更快的處理和運算、網路安全機制、更複雜的虛擬實境(VR)到人工智慧(AI)等技術，都將在未來的每一個嵌入式系統中發揮更關鍵功能。「嵌入式系統設計研討會」將全面涵蓋在電子產業最受熱議的「智慧」、「互連」、「安全」與「運算」等系統之相關硬體和軟體設計。
會中將邀請來自嵌入式設計相關領域的研究人員、代表廠商以及專家，透過專題演講、產品展示與互動交流，從元件、模組到系統，從概念設計到開發工具，深入介紹嵌入式系統設計領域的最新趨勢、創新和關注重點，並深入分享關於嵌入式系統設計的經驗、成果以及遇到的實際挑戰及其解決方案。
加入LINE@，最新消息一手掌握！
