CN210604796U - 一种电磁噪声测试*** - Google Patents

Abstract

本实用新型为电磁兼容技术领域，提供了一种电磁噪声测试***，包括：功能单元，所述功能单元是选自如下组合：噪声源定位单元、电磁噪声预测试单元、差共模分量测试单元、滤波器仿真设计单元以及插损测试单元；噪声检测器，所述噪声检测器适于与所述组合中的任一功能单元连接；控制器，连接至所述噪声检测器，所述控制器适于根据所述噪声检测器所连接的功能单元选择对应的配置，对被测设备进行测试。与现有技术相比，本实用新型提供的电磁噪声测试***可以克服单一仪器设备的局限性，提高配置配件组合的灵活性，大幅简化并加快解决电磁干扰问题。

Description

一种电磁噪声测试***

技术领域

本实用新型主要涉及电磁兼容测试领域，尤其涉及一种电磁噪声测试***。

背景技术

随着电子产品的体积不断地缩小，工作频率不断地提高，电磁干扰问题变得越来越严重。传统的解决电磁干扰问题的三大手段屏蔽、滤波和接地需要依赖工程师的经验，已不能满足电子产品越来越小的体积、低成本和自动化工艺的要求。噪声源定位、差共模分量测试、滤波器仿真设计、***损耗测试等电磁噪声诊断功能逐渐地被用来解决电磁干扰问题。

在各电磁噪声诊断功能中，噪声源定位通常需要借助频谱分析仪和近场探头。差共模分量测试通常需要差共模分离模块、双路线性阻抗稳定网络(Line ImpedanceStabilization Network，LISN)和接收机。滤波器仿真设计，需要结合安装到计算机中的软件。***损耗测试一般需要借助网络分析仪、共模信号和差模信号发生器。上述各功能涉及多种独立的设备仪器、工具和计算机软件，分别来自不同的公司，操作复杂，没有经过专门的技能培训工程师无法使用。这些因素导致上述电磁干扰诊断措施无法被相关行业工程师广泛采用。

对于滤波器和滤波器件的选型和性能测试，现有的电桥和阻抗分析仪已无法得到差模***损耗和共模***损耗的关键滤波性能指标，虽然网络分析仪可以获得***损耗性能指标，但其昂贵的价格和复杂的操作让企业和工程师望而却步。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种电磁噪声测试***，以提供噪声源定位、差共模分量测试、滤波器仿真设计、***损耗测试等电磁噪声诊断功能，以克服单一仪器设备的局限性，提高配置配件组合的灵活性，大幅简化并加快解决电磁干扰问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种电磁噪声测试***，包括：功能单元，所述功能单元是选自如下组合：噪声源定位单元、电磁噪声预测试单元、差共模分量测试单元、滤波器仿真设计单元以及插损测试单元；噪声检测器，所述噪声检测器适于与所述组合中的任一功能单元连接；控制器，连接至所述噪声检测器，所述控制器适于根据所述噪声检测器所连接的功能单元选择对应的配置，对被测设备进行测试。

在本实用新型的一实施例中，所述噪声源定位单元包括近场探头，所述近场探头适于连接至所述被测设备。

在本实用新型的一实施例中，所述噪声源定位单元包括多根具有不同的探测精度近场探头。

在本实用新型的一实施例中，所述电磁噪声预测试单元包括线性阻抗稳定网络，所述线性阻抗稳定网络适于连接至所述被测设备。

在本实用新型的一实施例中，所述差共模分量测试单元包括线性阻抗稳定网络和差共模分离模块，所述线性阻抗稳定网络的输出端连接至所述差共模分离模块的输入端，所述差共模分离模块适于连接至所述噪声检测器。

在本实用新型的一实施例中，所述插损测试单元包括插损测试屏蔽盒，所述插损测试屏蔽盒适于连接至所述被测设备。

在本实用新型的一实施例中，还包括屏蔽外壳，所述被测设备设置在所述屏蔽外壳中。

在本实用新型的一实施例中，所述噪声检测器为频谱分析仪或电磁干扰接收机。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：本实用新型提供一种电磁噪声测试***，该电磁噪声测试***提供噪声源定位、差共模分量测试、滤波器仿真设计、***损耗测试等电磁噪声诊断功能，可以克服单一仪器设备的局限性，提高配置配件组合的灵活性，大幅简化并加快解决电磁干扰问题。

附图说明

为让本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明，其中：

图1是根据本实用新型一实施例的一种电磁噪声测试***的示意图。

图2是根据本实用新型一实施例的一种电磁噪声测试***提供噪声源定位单元的示意图。

图3是根据本实用新型一实施例的噪声源定位测试的结果示意图。

图4是根据本实用新型一实施例的一种电磁噪声测试***提供电磁噪声预测试单元的示意图。

图5是根据本实用新型一实施例的电磁噪声预测试的结果示意图。

图6是根据本实用新型一实施例的一种电磁噪声测试***提供差共模分量测试单元的示意图。

图7是根据本实用新型一实施例的差共模分量测试的结果示意图。

图8是根据本实用新型一实施例的一种电磁噪声测试***提供滤波器仿真设计单元的示意图。

图9A至9B是根据本实用新型一实施例的仿真设计单元用户显示界面的示意图。

图10是根据本实用新型一实施例的仿真设计的结果示意图。

图11是根据本实用新型一实施例的一种电磁噪声测试***提供插损测试单元的示意图。

图12是根据本实用新型一实施例的插损测试的结果示意图。

附图标记说明

100 功能单元

110 噪声源定位单元

110a 近场探头

120 电磁噪声预测试单元

120a 线性阻抗稳定网络

130 差共模分量测试单元

130a 线性阻抗稳定网络

130b 差共模分离模块

140 滤波器仿真设计单元

150 插损测试单元

150a 插损测试屏蔽盒

200 噪声检测仪

300 控制器

400 被测设备

具体实施方式

为让本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。

在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

应当理解，当一个部件被称为“在另一个部件上”、“连接到另一个部件”、“耦合于另一个部件”或“接触另一个部件”时，它可以直接在该另一个部件之上、连接于或耦合于、或接触该另一个部件，或者可以存在***部件。相比之下，当一个部件被称为“直接在另一个部件上”、“直接连接于”、“直接耦合于”或“直接接触”另一个部件时，不存在***部件。同样的，当第一个部件被称为“电接触”或“电耦合于”第二个部件，在该第一部件和该第二部件之间存在允许电流流动的电路径。该电路径可以包括电容器、耦合的电感器和/或允许电流流动的其它部件，甚至在导电部件之间没有直接接触。

本实用新型提供一种电磁噪声测试***，该电磁噪声测试***提供噪声源定位、差共模分量测试、滤波器仿真设计、***损耗测试等电磁噪声诊断功能，可以克服单一仪器设备的局限性，提高配置配件组合的灵活性，大幅简化并加快解决电磁干扰问题。

图1是根据本实用新型一实施例的一种电磁噪声测试***的示意图。如图1所示，该电磁噪声测试***包括功能单元100、噪声检测器200、控制器300、被测设备400。

功能单元100可以是选择如下组合：噪声源定位单元、电磁噪声预测试单元、差共模分量测试单元、滤波器仿真设计单元以及插损测试单元。其中，噪声源定位单元可以执行噪声源定位功能，电磁噪声预测试单元可以执行电磁噪声预测试功能，差共模分量测试单元可以执行差共模分量测试功能，滤波器仿真设计单元可以执行滤波器仿真设计功能，插损测试单元可以执行插损测试功能。功能单元100中各组合的结构和实现方式将在下文进行示例性说明。

噪声检测器200适于与该组合中的任一功能单元连接，即噪声检测器200适于连接至噪声源定位单元、电磁噪声预测试单元、差共模分量测试单元、滤波器仿真设计单元以及插损测试单元，可以检测连接的功能单元传递过来的电磁噪声信号。噪声检测仪200可以是频谱分析仪、电磁噪声接收机或者其它可以测量电磁噪声的设备。优选地，噪声检测仪200可以是频谱分析仪。

在一些实施例中，噪声检测器200可以通过同轴线缆连接至功能单元。同轴线缆外还可以设有同轴线缆屏蔽层，以屏蔽外部干扰，提高电磁噪声信号检测的准确性。

控制器300连接至噪声检测器200，适于根据噪声检测器200所连接的功能单元选择对应的配置，对被测设备400进行测试。例如，控制器300可以选择电磁干扰标准限制线，也可以选择共模噪声分量扫描和差模噪声分量扫描，还可以选择调用历史测试数据。具体地，功能单元连接到噪声检测器200时，控制器300可以识别出噪声检测器200连接的功能单元，并根据识别的功能单元选择对应的配置。例如，噪声检测器200连接至噪声源定位单元时，控制器300适于选择对应的配置，对被测设备400进行噪声源定位。又例如，噪声检测器200连接至电磁噪声预测试单元时，控制器300适于选择对应的配置，对被测设备400进行电磁噪声预测试。再例如，噪声检测器200连接至差共模分量测试时，控制器300适于选择对应的配置，对被测设备400进行差共模分量测试。

控制器300可以是硬件控制器。硬件控制器可以是控制电路，例如通过多个电子开关的组合来识别功能单元以及选择对应的配置。电子开关可以是MOS管或者三极管。

控制器300可以对当前的测试结果进行标记和测量，还可以调用存储的历史测试数据，通过比对当前测试数据与历史测试数据，分析不同解决方案的改善效果。

被测设备400可以包括印刷电路板。印刷电路板中可以包括各类电子元器件(electronic component)或者集成电路(integrated circuit，IC)，电子元器件与集成电路组成电子电路。该电子电路中存在电磁噪声，电磁噪声通常包括共模噪声和差模噪声。被测设备400的电磁噪声可以被功能单元采集和处理，然后传递至噪声检测器200进行检测和分析。

在一些实施例中，电磁噪声测试***还可以包括屏蔽外壳，被测设备400设置在屏蔽外壳中。通过设置屏蔽外壳，可以消除外界电磁噪声对电磁噪声测试***的干扰，提高电磁噪声测试***测试的准确性。

下面结合图2至图12对本实用新型的电磁噪声测试***的各个功能进行示例性说明。

噪声源定位

图2是根据本实用新型一实施例的一种电磁噪声测试***提供噪声源定位单元的示意图。如图2所示，噪声检测器200连接至噪声源定位单元110时，控制器300适于选择对应的配置，对被测设备400进行噪声源定位。

噪声源定位单元100包括近场探头110a。近场探头110a可以连接至被测设备400，例如与印刷电路板接触，可以将电磁噪声传递至近场探头110a上，实现对电磁噪声信号的采集。

噪声源定位单元110可以包括多根具有不同的探测精度近场探头，通过多根具有不同的探测精度近场探头，定位精度可达2mm，为解决电磁干扰问题提供重要依据。

图3是根据本实用新型一实施例的噪声源定位测试的结果示意图。在图3中，横坐标表示频率(单位为MHz)，纵坐标表示幅值(单位为dBuv)。下方的曲线为瞬时值，上方的曲线为对瞬时值进行处理获得的峰值保持值。先进行电磁噪声预测试，确定超标频点。确定超标频点之后，获取各测试点在超标频点处的幅值。由于共模噪声的强度在噪声源处最大，通过找到超标频点处的幅值最大的测试点，可以确定该测试点为噪声源，实现噪声源的定位。通过近场探头110a采集电磁噪声，对电磁噪声的幅值进行分析，可以对噪声源进行定位，定位精度可达2mm，为解决电磁干扰问题提供重要依据。

电磁噪声预测试

图4是根据本实用新型一实施例的一种电磁噪声测试***提供电磁噪声预测试单元的示意图。如图4所示，噪声检测器200连接至电磁噪声预测试单元120时，控制器300适于选择对应的配置，对被测设备400进行电磁噪声预测试。

电磁噪声预测试单元120可以包括线性阻抗稳定网络120a。线性阻抗稳定网络120a提供一稳定阻抗，用于测量被测设备400沿电源线向电网发射的噪声电压。

控制器300可以选择或添加被测设备400需要满足的电磁干扰标准限制线，测试被测设备400的电磁噪声，判断检测的电磁噪声是否超过对应的电磁干扰标准限制线，从而实现电磁噪声预测试。控制器300可以调用保存的历史测试结果，分析不同解决方案的改善效果。

图5是根据本实用新型一实施例的电磁噪声预测试的结果示意图。在图5中，横坐标表示频率(单位为MHz)，纵坐标表示幅值(单位为dBuv)。图5中两条近似水平的横线表示选择的电磁干扰标准限制线，曲线表示实时测量值和多个历史测试值。控制器300可以调用保存的历史测试结果，分析不同解决方案的改善效果。通过线性阻抗稳定网络120a，可以实现电磁噪声预测试。

差共模分量测试

图6是根据本实用新型一实施例的一种电磁噪声测试***提供差共模分量测试单元的示意图。如图6所示，噪声检测器200连接至差共模分量测试单元130时，控制器300适于选择对应的配置，对被测设备400进行差共模分量测试。

差共模分量测试单元130可以包括线性阻抗稳定网络130a和差共模分离模块130b。线性阻抗稳定网络130a的输出端连接至差共模分离模块130b的输入端，差共模分离模块130b适于连接至噪声检测器200。线性阻抗稳定网络130a提供一稳定阻抗，用于测量被测设备400沿电源线向电网发射的噪声电压。差共模分离模块130b可以将电磁噪声中的共模噪声和差模噪声进行分离。

通过将双路输出的线性阻抗稳定网络130a连接到差共模分离模块130b的输入端，就可以在差共模分离模块130b的共模输出端和差模输出端得到被测设备400中噪声的差模分量和共模分量，再由控制器300控制噪声检测器200进行噪声的共模分量和差模分量扫描，被测设备需要满足的电磁干扰标准限制线进行比较，确认与满足电磁干扰标准限制线之间的余量，作为EMI滤波器的设计输入，以及电磁干扰解决方案的依据。

图7是根据本实用新型一实施例的差共模分量测试的结果示意图。在图7中，横坐标表示频率(单位为MHz)，纵坐标表示幅值(单位为dBuv)。图7中两条近似水平的横线表示选择的电磁干扰标准限制线，曲线分别表示差模分量测试结果和共模分量测试结果。通过线性阻抗稳定网络130a和差共模分离模块130b，可以实现差共模分量测试。

滤波器仿真设计

图8是根据本实用新型一实施例的一种电磁噪声测试***提供滤波器仿真设计单元的示意图。如图8所示，噪声检测器200连接至滤波器仿真设计单元140时，控制器300适于选择对应的配置，对被测设备400进行仿真设计。

在进行仿真设计时，可以输入被测对象噪声强度与电磁干扰标准限制线之间的余量(超标幅度)以及超标点的频率信息，然后选用滤波器器件搭建滤波器电路，可以实现对滤波器的仿真设计。

图9A至9B是根据本实用新型一实施例的仿真设计单元用户显示界面的示意图。如图9A所示，用户界面包括6个超标点频率输入框和6个超标幅度输入框，用户可以在超标点频率输入框中输入超标点频率，以及在超标幅度输入框中输入超标幅度。输入框的数目不限于图9A所示的6个，也可以是其它数目的输入框。如图9B所示，图左侧示出了选用2个电容和2个电感搭建滤波器电路，通过对电容和电感进行微调，可以调整输入的差模电容，从而实现对滤波器的仿真设计。

图10是根据本实用新型一实施例的仿真设计的结果示意图。在图10中，横坐标表示频率(单位为MHz)，纵坐标表示幅值(单位为dBuv)，两条近似水平的横线表示选择的电磁干扰标准限制线，曲线表示仿真电路电磁干扰的测试结果。从图10可以看出，搭建的滤波器电路的电磁噪声与电磁干扰标准限制线之间的余量大于超标幅度，可以满足滤波器电路的设计要求。

插损测试

图11是根据本实用新型一实施例的一种电磁噪声测试***提供插损测试单元的示意图。如图11所示，噪声检测器200连接至插损测试单元150时，控制器300适于选择对应的配置，对被测设备400进行插损测试。可以对滤波器的共模插损和差模插损进行测试，也可以对滤波器件的共模插损和差模插损进行测试。

插损测试单元150可以包括插损测试屏蔽盒150a。插损测试屏蔽盒150a可以屏蔽外界电磁噪声对插损测试造成的干扰，提高噪声测试的准确性。插损测试步长可以按照固定步长或者按照EMI标准中分频段不同步长实现份频段不同步长的插损测试结果，使得插损测试结果与EMI测试结果中噪声抑制效果一致或者接近。

利用噪声检测器200中的跟踪源和频谱分析功能，可以实现滤波器的共模插损和差模插损测试功能，还可以实现滤波器件的共模插损和差模插损测试功能，替代网络分析仪的插损测试功能。

图12是根据本实用新型一实施例的插损测试的结果示意图。图12分别示出共模***损耗和差模***损耗的测试结果。通过插损测试单元150，可以实现对被测设备的插损测试。

本实用新型的该实施例提供一种电磁噪声测试***，该电磁噪声测试***提供噪声源定位、差共模分量测试、滤波器仿真设计、***损耗测试等电磁噪声诊断功能，可以克服单一仪器设备的局限性，提高配置配件组合的灵活性，大幅简化并加快解决电磁干扰问题。

本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

虽然本实用新型已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，在没有脱离本实用新型精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本实用新型的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。

Claims (8)

1.一种电磁噪声测试***，其特征在于，包括：

功能单元，所述功能单元是选自如下组合：噪声源定位单元、电磁噪声预测试单元、差共模分量测试单元、滤波器仿真设计单元以及插损测试单元；

噪声检测器，所述噪声检测器适于与所述组合中的任一功能单元连接；

控制器，连接至所述噪声检测器，所述控制器适于根据所述噪声检测器所连接的功能单元选择对应的配置，对被测设备进行测试。

2.如权利要求1所述的电磁噪声测试***，其特征在于，所述噪声源定位单元包括近场探头，所述近场探头适于连接至所述被测设备。

3.如权利要求2所述的电磁噪声测试***，其特征在于，所述噪声源定位单元包括多根具有不同的探测精度近场探头。

4.如权利要求1所述的电磁噪声测试***，其特征在于，所述电磁噪声预测试单元包括线性阻抗稳定网络，所述线性阻抗稳定网络适于连接至所述被测设备。

5.如权利要求1所述的电磁噪声测试***，其特征在于，所述差共模分量测试单元包括线性阻抗稳定网络和差共模分离模块，所述线性阻抗稳定网络的输出端连接至所述差共模分离模块的输入端，所述差共模分离模块适于连接至所述噪声检测器。

6.如权利要求1所述的电磁噪声测试***，其特征在于，所述插损测试单元包括插损测试屏蔽盒，所述插损测试屏蔽盒适于连接至所述被测设备。

7.如权利要求1所述的电磁噪声测试***，其特征在于，还包括屏蔽外壳，所述被测设备设置在所述屏蔽外壳中。

8.如权利要求1所述的电磁噪声测试***，其特征在于，所述噪声检测器为频谱分析仪或电磁干扰接收机。

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