专业
认证

电磁兼容EMC测试基础知识:什么是频谱?

之前的文章我们了解了“ 什么是EMC?”。这一次,我们将解释频谱的基础知识。

    在回顾基本知识时,我们首先简要地考虑“什么是光谱?”的问题。根据不列颠百科全书的简明电子词典版,光谱是“将电磁波分析成正弦波分量并安排按照波长的顺序“,并且通过扩展意味着”将具有复杂构成的东西分析成简单的组件,并按照特征量的大小顺序排列组件......“。这是一个相对事实的解释,但仔细考虑后,我们可以看出它是合理的。

在这里考虑的光谱是电信号的光谱,更具体地说,我们将使用频谱分析仪获得的数据来解释频谱,频谱分析仪沿水平轴绘制频率,沿垂直轴绘制功率或电压。

频谱基础知识:

      我们从以下示意图开始,这里的主题是“开关电源的EMC”,因此假设电信号是开关信号,我们使用下图开始我们的解释,其中表示为脉冲波形的切换信号的特征在于tw(脉冲宽度)和ts(上升时间/下降时间)。

中心的图表表示从傅立叶变换获得的理论脉冲波形的频谱,这是一种熟悉的频谱,其中随着频率上升,幅度衰减,衰减的斜率随tw和ts变化。

右图显示了当脉冲ts变慢(增加)时频谱的变化,很自然,当斜率变为-40dB / dec时,1 /πts的频率较低,但结果,后续幅度减小,简而言之,当ts减慢时,频谱幅度会衰减。

%title插图%num

      将使用实际的频谱分析仪数据来观察频谱的变化以及频率和其他参数的变化,这里应该注意的是频谱随信号波形的变化而变化的方式,在分析EMC并使用与实际开关电源电路的切换相关的频谱设计对策时,这种知识是必要的。

电磁兼容波形变化和频谱变化:

下面显示的第一个图表显示了默认条件,用作比较的基础,如波形图所示,这些条件是幅度为10V,频率为400kHz,占空比为50%,tr / tf(上升时间/下降时间)为10ns。

中心图显示了n次谐波和幅度(V),对于作为基波的一次谐波,即400kHz分量,幅度大,并且频谱出现在奇数谐波的频率处。

%title插图%num

      仅奇数谐波的存在是占空比为50%= 1:1的频谱的特征,每个分量的大小是谐波次数乘以基波分量的倒数,因此,例如,三次谐波的幅度是基波幅度的1/3,而n次谐波是1 / n的基波幅度的1/3振幅,右边的图是幅度的对数图,如dBμV。这里dBμV是电压比的分贝值,以1μV电压作为参考。

①在下面的频谱中,频率变为2 MHz,从频率与幅度(dBμV)图中可以清楚地看出,当频率较高时,整体幅度增加。
%title插图%num

②在下面的频谱中,tr和tf都减慢(增加)到100 ns,如上面的示意图所解释的,-40dB / dec衰减开始的频率降低,并且频谱幅度衰减。

%title插图%num
③这是一个占空比从50%降低到20%的频谱,占空比不再是1:1,因此出现偶数谐波,但实际上峰值没有变化,通过缩窄脉冲宽度tw,基波频谱的幅度被衰减。

%title插图%num

④下面的频谱是只有tr(上升时间)减慢的情况,由于tr较慢,与tr相关的元件会从较低频率衰减。

%title插图%num

总之,当频率较低且上升/下降时间较慢时,频谱会衰减,从EMC检测的角度来看,简单地说,较低的频谱幅度是有利的。

①提高频率 ⇒频谱幅度整体增加
②减少上升/下降时间 ⇒较低的频率,-40dB / dec衰减开始,
频谱幅度衰减
③改变工作周期 ⇒偶次谐波的出现,但对频谱峰值没有影响。
基波频谱的衰减
④仅减少上升时间 ⇒tr组件从较低频率衰减

贝斯通是一家专业从事电磁兼容emc测试的高科技开发公司,认监委授权EMC实验室,拥有众多20年经验以上的EMC测试工程师,有相关问题可在线咨询我们!

免费电话:我们

阅读本文的人还阅读了:

1、电磁兼容指令EMC指令2004/108 / EC介绍
2、电磁兼容EMC设计技巧1: 降低电缆上的RF噪声

赞(0) 打赏
未经允许不得转载:贝斯通检测认证机构中心 » 电磁兼容EMC测试基础知识:什么是频谱?

贝斯通检测 专业认证 诚挚服务

国内外一站式检测认证。

联系我们联系我们

觉得文章有用就打赏一下文章作者

非常感谢你的打赏,我们将继续给力更多优质内容,让我们一起创建更加美好的网络世界!

支付宝扫一扫

微信扫一扫

登录

找回密码

注册