作者：Paris Akhshi,PhD, Keysight Technologies

今天，快節奏的商業環境和開發周期使得具有稿測試效率、高吞吐量和精確測量的電磁兼容（EMC）測量設施成為當務之急。EMC測試必須滿足EMC監管機構制定的嚴格規范標準，如國際無線電干擾委員會（CISPR）和軍事標準，如MIL-STD-461。

EMC測試確保設備將按照設計運行，不會發出可能影響其他設備性能的輻射。EMC測試需要詳細和嚴格的方法，以確保準確測量所有的輻射。然而，漫長的測試時間減少了測試設施的可用性，限制了可以認證的設備數量，減少了測試服務獲得的收入。為在不增加新的測試點的情況下增加收入，需要簡化EMC產品測試周期——設置、掃描、轉臺旋轉和天線高度調整時間，以增加現有測試設施的吞吐量。

時域掃描縮短測試時間

為了確保脈沖信號得到正確的表征，商業和軍事測試標準要求對每個信號進行特定的測量或駐留一定時間。在頻域測試時，必須在單個分辨率帶寬內收集數據。使用時域掃描（TDS）技術通過減少接收機的掃描時間來縮短整個測試周期，同時滿足要求的駐留時間。通過TDS，快速傅里葉變換（FFT）同時分析一系列頻率的發射，覆蓋多個分辨率帶寬，以減少接收機的掃描時間（見圖1）。TDS的FFT采集帶寬可以從1Hz到10MHz以上，遠遠超過CISPR和軍事標準要求的分辨率帶寬。接收及獲取數據后，立即將其處理為適當的監管帶寬，以確保測量符合監管要求。

圖1頻域掃描依次測量單個分辨率帶寬（a），而時域掃描在FFT采集帶寬內測量多個分辨率帶寬（b）。

比較這兩種技術，頻域掃描要求接收機在每次測量所需的分辨率帶寬上停留。TDS通過對FFT采集帶寬內的所有數據應用一次監管停留時間來節省測量時間。使用TDS可以節省時間，因為更寬的采集帶寬需要更少的頻率步驟來覆蓋整個感興趣的頻段，這與步進式頻域掃描不同。本地振蕩器（LO）頻率隨每一頻率步長而變化：步長越少，LO重鎖時間越短。

計算FFT通常需要超過90%的高重疊度，以實現準確的幅度測量。與頻域掃描儀不同，由于中頻（IF）效應，TDS接收機的幅度精度隨頻率波動，必須保持在規范要求之內。時域中高度的FFT重疊確保了對脈沖信號的精確測量。

TDS的采集帶寬必須考慮到微波和射頻預選器的帶寬。預選器濾波器在測量脈沖性信號時改善了接收機第一混頻器的動態范圍。TDS通過調整整個FFT采集帶寬的幅度與頻率響應來補償預選器的邊帶響應。另外，最大FFT采集帶寬可以減小，這樣FFT幅度與頻率的影響就不會明顯改變預選器的幅度與頻率響應。

加速的時域掃描進一步提高了吞吐量

高性能電磁干擾（EMI）接收機的進步使單個FFT采集的帶寬在標準TDS中可達59MHz，在加速TDS中可達350MHz（見圖2）。每個FFT采集的最大帶寬可以根據混頻器輸出的中頻濾波器來確定。對于標準和加速的TDS，中頻可以實現可選擇的中頻帶寬，最高可達350 MHz。高性能的模數轉換器（ADC）可以對中頻信號進行大帶寬數字化處理。短時間FFT（STFFT）處理器可以在一次采集中分析多達16000個頻率點，以支持寬FFT跨度，這比傳統的EMI接收機好得多。

圖2高性能的EMI接收機

加速TDS在每次FFT采集中訪問高達350MHz的帶寬，以顯著提高測試吞吐量。舉例來說，非加速TDS通常需要大約25次FFT采集來掃描30MHz和1GHz之間的CISPR頻段C/D，這比傳統的步進式掃描快得多。加速TDS通常在相同的頻率范圍內不需要超過三次采集，并允許比傳統TDS的掃描速度快8倍。

在EMC測試實驗室中，預掃描輻射發射需要相當長的時間才能進行最終的一致性測量。加速TDS減少了每個被測設備（DUT）的這種預掃描測量時間。例如，帶有加速TDS的EMI接收機可以將掃描時間減少到30秒以內，這比步進式掃描時間快5000倍以上（見表1）。此外，加速TDS可以在實時掃描測量過程中比傳統方法增加數據采集帶寬，在一個片段中分析高達350 MHz的數據頻譜，以進行準確的EMC診斷。

最大限度地發揮測量潛力

在容量有限的測試設施中，TDS通過減少整個測量時間，顯著提高了吞吐量，為引進新產品和創造額外收入提供了機會。加速TDS可以實現更快的測量，進一步減少EMC測試時間，以認證更多的設備，加快新產品上市的速度。

成功的電磁兼容性測試工具能夠在更短的時間內實現更多的測量，同時確保符合EMI標準。一個提供標準和加速TDS功能的EMI接收機和診斷信號分析儀為測試實驗室提供了這種能力。加速TDS在測量脈沖重復頻率（PRF）≥10 Hz和帶寬為350 MHz的信號時提供最快的吞吐量。這些能力提高了吞吐量，即使面對最具挑戰性的低占空比EMI問題。一個準確的、可重復的和可靠的EMI接收機確保了在實驗室和工作臺上測試的信心。

審核編輯：郭婷