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用梳状发生器测量电缆谐振

用梳状发生器测量电缆谐振

      电缆是产品上的关键金属结构之一,可以充当天线并耦合能量,导致辐射发射和可能的一致性测试失败。这已经在关于EMI兼容性的产品设计的文献中进行了广泛讨论。在许多情况下,它们可以在它们的半波频率下产生共振,并且实际放大在该共振附近沿着电缆屏蔽传播的任何谐波电流(或更高阶的共振)。通常,您会在被测产品的排放曲线中观察到几个广泛的共振峰。

 

      表征产品或系统中电缆和电线的共振频率的一种简单快捷的方法是将谐波能量注入电缆并测量实际谐振。我们可以通过使用谐波梳状发生器以受控方式完成此操作。在这种情况下,我们将使用新的Picotest Labs Model J2150A,它可以在几个时钟频率下产生大量谐波。

 J2150A包括五种不同的用户可切换模式(参见图1):

 

阶梯式(模式2到4)
1 kHz脉冲
100 kHz脉冲
1 MHz脉冲
10 kHz平方

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图1 - 连接了Crystek CBLK-300-3 DC模块的Picotest J2150A谐波梳状发生器。这会在1 GHz以上产生紧密间隔的谐波。

      选择使用10 kHz方波脉冲,它提供非常高的分辨率,也就是说,它产生许多紧密间隔的谐波。由于J2150A的输出是直流耦合的,因此在连接(基本上为DC的短路)H场探头后,我使用了一个Crystal CBLK-300-3 DC模块来保护发电机输出。
梳状发生器通过USB供电,因此我只需将其插入Siglent SSA 3032X频谱分析仪。一台Beehive Electronics 100C H场探头通过DC模块连接到梳状发生器,另一台连接到频谱分析仪的输入端,参见图2和图3进行测试设置。

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图2 - 测量电缆或电线共振的测试设置。在实际使用中,可以手持两个探针并快速表征产品或系统中的电缆共振。

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图3 - 测试设置的照片。

      频谱分析仪应设置为预期电缆谐振的频率范围 - 在这种情况下,我使用10至500 MHz。我将输入衰减器设置为零dB,打开前置放大器,垂直刻度为dBuV,参考电平使其中一条水平线读为“零”,分辨率带宽为120 kHz,频率刻度为log。
然后,我将测试中的导线放在一对泡沫聚乙烯块的顶部,并将两个H场探头向下录下,这样探头的尖端就接触了导线。两个探头应隔开一段距离,以使一个探头的谐波辐射不会直接耦合到另一个探头。确切的间距并不重要。

您应该看到至少一个谐波含量共振的主峰,参见图4.被测导线长62厘米,这等于在自由空间中的导线的半波长处的大约200MHz的谐振。

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图4 - 线中产生的共振峰的屏幕截图

 

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