能凈化電磁環(huán)境的虛擬暗室EMC測量系統(tǒng)

汽車電子企業(yè)，由于產(chǎn)品本身體積很小，但是又需要和整車一起進行EMC測量，因此在建設(shè)EMC測量手段時，需要慎重考慮。能容下汽車整車的暗室，其建設(shè)成本非常高，而僅僅測量汽車電子設(shè)備本身，又不能正確反應(yīng)產(chǎn)品的EMC性能。

如果選購在普通環(huán)境下進行預(yù)兼容測量，由于在市內(nèi)區(qū)域的無線電臺和電視臺發(fā)出的信號的電平，會超出EMC極限值30至40dB，在電磁輻射測量中，這些信號就是“背景噪聲”。而且被測設(shè)備產(chǎn)生的電磁信號可能會被環(huán)境中的背景噪聲所調(diào)制。因此，如果想在普通環(huán)境下測量被測設(shè)備（EUT）的電磁輻射，就必須設(shè)法“消除”背景噪聲的干擾。

能凈化電磁環(huán)境的虛擬暗室EMC測量系統(tǒng)

CASSPER虛擬暗室電磁干擾測量系統(tǒng)，是最新的電磁干擾測量系統(tǒng)，具有獨一無二的頻率同步及相位鎖定功能，是一個雙通道、多端口電磁干擾接收機，符合CISPR-16標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則。

CASSPER接收機使用兩套時間和頻率都同步的通道同時去接收一個復(fù)雜系統(tǒng)中的信號，用來進行電磁發(fā)射的測量和電磁干擾源的定位。CASSPER把先進的數(shù)字信號處理技術(shù)（DSP）引入到了電磁干擾測量中，能通過算法準(zhǔn)確濾除背景噪聲，得到被測設(shè)備（EUT）實際的準(zhǔn)確的電磁輻射情況。CASSPER不僅能濾除一般的背景噪聲，還能精確提取和背景噪聲相同頻率的EUT信號。即使背景噪聲的幅度或者頻率被調(diào)制了，CASSPER背景噪聲濾除性能也不會下降。CASSPER也能濾除來自多個地方的背景噪聲。CASSPER能在市內(nèi)區(qū)域精確測量電子設(shè)備的電磁發(fā)射。

系統(tǒng)組成
   
CASSPER系統(tǒng)由雙通道電磁干擾接收機、高性能計算機、雙通道高速DSP卡（內(nèi)置于計算機）、天線、近場探頭以及測量軟件等組成。

圖1：系統(tǒng)組成

CASSPER接收機有A/B兩個通道，每個通道都在接收機的前面板上設(shè)有二至四個端口，不同頻段的天線可以接到不同的端口上，系統(tǒng)可以對不同頻段的天線進行自動切換。接收機把收到的信號經(jīng)過中頻處理后，由AD變換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再由計算機內(nèi)部的高速雙通道DSP卡對兩個通道的數(shù)據(jù)按照有專利技術(shù)的算法進行數(shù)據(jù)處理，最終由計算機進行分析、存儲、顯示、打印等處理。

系統(tǒng)應(yīng)用
   
普通環(huán)境下的電磁預(yù)兼容測量在被測設(shè)備（EUT）的前方一定距離(d)處放置一天線并連接到通道A，負責(zé)接收來自EUT以及背景共同作用的信號。另外一個天線則放置在離EUT較遠的地方，其距離至少是d的十倍，并連接到通道B。

圖2：系統(tǒng)應(yīng)用

同步的雙通道電磁干擾接收機，可以保證背景信號能同時被接收機的兩個通道分別收到，從而可以將收到的共同具有的背景噪聲記錄下來并濾除掉，這就創(chuàng)建了一個虛擬的第三個測量通道，這種測量方法可以很真實地反映被測設(shè)備的電磁輻射情況。

CASSPER在“消除”背景噪聲方面，采用了具有專利的“時間/頻率/相位”同步識別技術(shù)，通過相位識別，把背景噪聲用傅立葉計算方法剔除掉。CASSPER能提取被調(diào)制的EUT的信號，也能提取和背景噪聲頻率一致的EUT信號。這種測量方法允許背景噪聲是不穩(wěn)定的，如果背景噪聲在測量場地是“均勻”的，則測量結(jié)果能和標(biāo)準(zhǔn)EMC場地的測量結(jié)果保持基本一致。而在實際測量中， “背景噪聲均勻”的環(huán)境是很容易找到的。

定位輻射源
   
相同頻率的兩個信號，未必來自同一信號源。在定位輻射源的測量中，通道A接到一個放在EUT附近的遠場天線或者電流卡鉗，探測EUT產(chǎn)生的電磁干擾，通道B連接一個近場探頭。移動通道B的探頭，通過兩個信號的相關(guān)性來確定輻射源的位置。這就意味著即使不同的幾個發(fā)射器發(fā)出同樣頻率和幅度的信號，系統(tǒng)也可以加以區(qū)分，從而準(zhǔn)確定位干擾源。CASSPER，由于它能通過時間/頻率/相位來識別兩個天線接收到的信號的相關(guān)性，所以在電磁干擾定位方面，它能找到真正使遠場測量不合格的干擾源位置。找干擾源的時候，一個顯示窗口上同時顯示遠場數(shù)據(jù)（天線收到的信號）和近場數(shù)據(jù)（探頭收到的信號），能在產(chǎn)生相同頻率的多個位置中找出和遠場信號相關(guān)聯(lián)的位置，可以為工程師節(jié)約大量的時間，能應(yīng)在從板級設(shè)計一直到系統(tǒng)級設(shè)計。

CASSPER的全兼容測量能力

CASSPER是符合CISPR-16規(guī)則的電磁干擾接收機，能進行全兼容測量。CASSPER還能提高暗室系統(tǒng)的測量準(zhǔn)確性，暗室系統(tǒng)在長時間使用后，其屏蔽性能會下降。利用CASSPER，把背景天線放在室外，把EUT天線和被測物放在低性能的暗室內(nèi)，能大大提高暗室的性能，延長暗室的使用壽命。

CASSPER的擴展應(yīng)用能力
   
CASSPER能分析兩個通道所收信號的“相關(guān)性”，典型的擴展應(yīng)用包括：

近場噪聲濾除方式
   
在一個多設(shè)備系統(tǒng)中，多個設(shè)備可能會產(chǎn)生相同頻率的電磁干擾。如果我們想消除其他設(shè)備的干擾，可以在通道B上接一個近場探頭，CASSPER能在通道A的天線上收到的信號中，濾除近場探頭探測到的信號，從而把非被測設(shè)備的電磁干擾濾除掉。

屏蔽性能測量
   
可以利用標(biāo)準(zhǔn)的電磁場場源或者背景噪聲，測量兩個通道所收信號的相關(guān)性及電平差別，測量屏蔽性能。這種測量方法同樣適合于大型分布式系統(tǒng)的屏蔽性能的測量，例如汽車的車身，飛機的機體，船艦的艙體等。

主要特點 —— 移動式EMC實驗室

CASSPER被廣大工程師形象地比喻為“移動式大型EMC實驗室”，因為它：

三種工作模式：背景濾除、干擾源定位、零跨距掃描。

準(zhǔn)確、自動的傳導(dǎo)發(fā)射測量和輻射發(fā)射測量，內(nèi)置常用EMC測量標(biāo)準(zhǔn)，靈活方便添加EMC測量標(biāo)準(zhǔn)。

方便攜帶：能在外場進行精確的電磁干擾測量，甚至可以作為車載的電磁干擾測量系統(tǒng)。“實驗室”能方便地搬遷，能運輸?shù)椒植荚谄渌鞘械墓痉植俊?/p>

可以在惡劣的電磁環(huán)境下測量：即使有很大的背景噪聲，即使被測設(shè)備產(chǎn)生的信號和背景噪聲信號進行了調(diào)制（如載波調(diào)制、幅度調(diào)制、頻率調(diào)制或者數(shù)字調(diào)制），CASSPER同樣能把被測設(shè)備產(chǎn)生的信號檢測出來。能進行傳導(dǎo)和發(fā)射的精確測量。

可以測量特殊被測設(shè)備的EMC，針對下述各種情況，CASSPER都能精確測量：有些大型設(shè)備，由于體積的限制，無法進入EMC暗室測量；有些設(shè)備，由于需要大量其他設(shè)備配套使用，不能將系統(tǒng)搬入暗室。

利用“相關(guān)性”進行近場電磁干擾定位：在發(fā)現(xiàn)電磁干擾技術(shù)后，通過相關(guān)性測量功能，在眾多同頻干擾中，通過干擾源定位功能發(fā)現(xiàn)真正的干擾源的位置，并采取手段給予及時排除。在系統(tǒng)級的測量中，它能迅速找到產(chǎn)生干擾源的設(shè)備或者電纜或者接插件；在多板設(shè)備中，它能迅速定位到板級。

滿足CISPR/FCC等標(biāo)準(zhǔn)的傳導(dǎo)和輻射測量規(guī)則。