使用更高功率的RF进行抗扰度测试

在工作台上模拟辐射抗扰度有一个非常有效的方法，就是将射频发生器用于H 场（回路）探头中。射频发生器的最佳功率范围为+15至+20 dBm，它将在探头尖端周围产生强烈的射频场。通过在电路和互连电缆周围扫描探针，常常可以复制系统故障。识别敏感的电路节点，然后就可以采取缓解措施。我通过这种方式已经为客户解决了许多棘手的问题。

通常，我使用 Signal Hound VSG-25A 矢量信号发生器（至 +13 dBm）、Windfreak SynthNV 或 SynthHD 信号发生器（+19 dBm 或 +20 dBm）。这些发生器都能够提供1 kHz 80% 调幅（AM）或1 kHz 50% 脉冲调制，这也是EMC测试标准 IEC 61000-4-3或MIL-STD-461所要求的。将其中任一种发生器连接到笔记本电脑的USB端口上，启动适当的软件控制，再连接H场探头，就可以开始测试了。

不过，我发现有时需要更高的射频电平才能启动故障模式，这通常需要添加射频功率放大器。我曾多次使用射频功率放大器并成功测试。这些放大器都具有 2~3 W输出和10至1000 MHz宽带，能够达到模拟故障所需的电平。

Tekbox TBMDA3功率放大器

在最近的一个案例中，我需要对一个电池管理系统进行排障。我采用了来自Tekbox Digital Solutions的新型“调制”功率放大器（见图1）。TBMDA3 是一款频率范围为10至1000 MHz的放大器，它具有内置调制控制，可生成1 kHz 80% AM和1 kHz 50%脉冲信号，以及217 Hz 12.5%脉冲信号用于测试TDMA移动电话。

图1：Tekbox TBMDA3是一款频率范围为10至1000 MHz的射频放大器

Tekbox TBMDA3功率输出范围为+34至+37 dBm（1 dB 输出压缩点），具体功率取决于频率；增益高达44 dB。它配备两根N转SMA电缆和一个30 dB衰减器，供电电压为 110至240 VAC。

图2：电池管理系统射频抗扰度测试装置

为进行电池管理系统（BMS）测试，我采用了Signal Hound合成器来驱动RF功率放大器，并根据触发故障模式所需的射频输出，在-10到+3 dBm之间调整其输出。使用插入Siglent SSA 3032X 频谱分析仪的伸缩天线来监测调制RF。放大器的RF输出连接到 Fischer F-33-1电流探头，以将RF注入电池电缆。当然，任何射频电流探头（Tekbox、Com-Power 等）都可用于该应用（见图2和图3）。

图3：用于电池管理系统抗扰度测试的通用测试装置原理图

请注意，Signal Hound合成器和功率放大器都可以引入所需的80%调制，但在大多数测试中我都使用放大器的调制能力。还有一点也很重要，在测试辐射抗扰度时，也可以将天线连接到RF放大器，但应始终在屏蔽室或EMC室中进行，以避免干扰已认证的通信系统。

我曾遇到过几个案例，工程师们在他们的工作间反复修改，然后跑到EMC合规性测试实验室中测试，来来回回折腾好几周。但他们一旦采用我推荐的方法，通常在几个小时内就能找到敏感电路，并应用一些快速缓解措施。

这种测试方法很容易在工作台上设置，而且可以快速定位敏感电路。一旦确定了这些电路，就可以在实时重新测试的同时尝试修复。再也不用来回跑测试实验室，浪费大量时间和金钱了！

（参考原文：Using higher-powered RF immunity testing）

责编：Amy Guan

本文为《电子工程专辑》2021年10月刊杂志文章，版权所有，禁止转载。点击申请免费杂志订阅