CN211426658U - 电磁兼容测试设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电磁兼容测试设备，将频谱模块，信号跟踪源和中频模块固定在第一壳体内，一体化的设计使第一机箱便于携带。中频模块中的预选器，中频滤波器和检波器分别与频谱模块连接，频谱模块通过接入预选器，中频滤波器和检波器，可以实现测试接收机的功能，对被测设备发送的射频信号进行频谱显示。频谱模块本身的测试频段能从低于1Hz至4.4GHz，所以本申请中的电磁兼容测试设备可以完成低频段的电磁兼容测试。并且频谱模块通过连接信号跟踪源可以对被测设备进行标量网络分析。本申请中的电磁兼容测试设备同时具有低频段电磁兼容测试和网络测量的功能，并且集成在第一机箱内，便于携带。

Description

电磁兼容测试设备

技术领域

本申请涉及电磁兼容测试技术领域，尤其涉及一种电磁兼容测试设备。

背景技术

随着电子技术的发展，电磁兼容环境越来越影响着电子设备和电子测试系统的正常工作，所以电磁兼容成为了产品安全中不可或缺的重要测试和参考依据。

现有技术中，电磁兼容一般通过测试接收机进行测试，但是测试接收机的测试频段为9KHz-2000MHz，对于低于9KHz的低频段不能直接测试。并且，测试接收机的功能较为单一，只能进行电磁兼容的测试工作。

实用新型内容

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种电磁兼容测试设备。

本申请的方案如下：

一种电磁兼容测试设备，其特征在于，包括：

第一机箱；

所述第一机箱包括：第一壳体，以及，固定在所述第一壳体内的频谱模块，信号跟踪源和中频模块；

所述频谱模块包括：信号输入端口和数据控制端口；

所述中频模块包括：预选器，中频滤波器和检波器；

所述预选器一端连接被测设备，另一端连接所述频谱模块的信号输入端口；用于接收所述被测设备发送的射频信号，并对所述射频信号进行处理，将处理后的射频信号发送到所述频谱模块；

所述中频滤波器连接所述频谱模块，用于调节所述频谱模块的参考带宽；

所述检波器连接所述频谱模块，用于为所述频谱模块提供检波功能；

所述频谱模块，用于对所述预选器处理后的射频信号进行频谱显示；

所述信号跟踪源连接所述频谱模块，且所述信号跟踪源输出端连接被测设备输入端，所述频谱模块的信号输入端口连接被测设备输出端；

所述频谱模块的数据控制端口连接控制设备。

优选的，在本申请一种可实现的方式中，电磁兼容测试设备还包括：

第二机箱；

所述第二机箱包括：第二壳体，以及，固定在所述第二壳体内的滤波器和LISN模块；

所述频谱模块的信号输入端口还连接所述LISN模块；

所述LISN模块通过所述滤波器连接被测设备。

优选的，在本申请一种可实现的方式中，

所述LISN模块还外接隔离变压器。

优选的，在本申请一种可实现的方式中，电磁兼容测试设备还包括：

固定在所述第二壳体内的共差模分离模块；

所述LISN模块还连接所述共差模分离模块。

优选的，在本申请一种可实现的方式中，

所述信号跟踪源通过开关电路连接所述频谱模块。

优选的，在本申请一种可实现的方式中，电磁兼容测试设备还包括：

固定在所述第一壳体内的防浪涌电路；

所述防浪涌电路分别连接所述预选器，中频滤波器和检波器和开关电路。

优选的，在本申请一种可实现的方式中，电磁兼容测试设备还包括：

固定在所述第一壳体内的示波器。

优选的，在本申请一种可实现的方式中，

所述第一机箱还包括：第一顶盖；

所述第二机箱还包括：第二顶盖；

所述第一顶盖和所述第二顶盖均为凸型结构；

所述第一壳体具有与所述第一顶盖对应的阶梯型凹槽，所述第二壳体具有与所述第二顶盖对应的阶梯型凹槽。

优选的，在本申请一种可实现的方式中，所述第一机箱底部设置有底脚。

优选的，在本申请一种可实现的方式中，所述第一机箱与所述第二机箱的外壁均设置有把手。

本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请中，频谱模块包括频谱仪中的常规元件，将频谱模块，信号跟踪源和中频模块固定在第一壳体内，一体化的设计使第一机箱便于携带。由于中频模块包括：预选器，中频滤波器和检波器，预选器一端连接被测设备，另一端连接频谱模块的信号输入端口，用于接收被测设备发送的射频信号，并对射频信号进行处理，将处理后的射频信号发送到频谱模块；中频滤波器连接频谱模块，用于调节频谱模块的参考带宽；检波器连接频谱模块，用于为频谱模块提供检波功能；通过接入预选器，中频滤波器和检波器，使频谱模块可以实现测试接收机的功能，对被测设备发送的射频信号进行频谱显示。频谱模块起到频谱仪的作用，本身的测试频段能从低于1Hz至4.4GHz，所以本申请中的电磁兼容测试设备可以完成低频段的电磁兼容测试。信号跟踪源连接频谱模块，且信号跟踪源输出端连接被测设备输入端，频谱模块的信号输入端口连接被测设备输出端，可以对被测设备进行标量网络分析，观测被测设备的激励响应特性曲线。本申请中的电磁兼容测试设备同时具有低频段电磁兼容测试和网络测量的功能，并且集成在第一机箱内，便于携带。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1是本申请一个实施例提供的一种电磁兼容测试设备的结构图；

图2是本申请另一个实施例提供的一种电磁兼容测试设备的结构图；

图3是本申请一个实施例提供的一种电磁兼容测试设备的机箱结构图。

附图标记：第一机箱-1；第一壳体-11；第一顶盖-12；把手-13；频谱模块-2；信号输入端口-21；数据控制端口-22；自身校准端口-23；信号跟踪源 -3；中频模块-4；预选器-41；中频滤波器-42；检波器-43；被测设备-5；控制设备-6；第二机箱-7；LISN模块-71；滤波器-72；共差模分离模块-73；隔离变压器-8；示波器-9；底脚-10。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图1是本申请一个实施例提供的一种电磁兼容测试设备的结构图，参照图1，一种电磁兼容测试设备，包括：

第一机箱1；

第一机箱1包括：第一壳体11，以及，固定在第一壳体11内的频谱模块 2，信号跟踪源3和中频模块4；

频谱模块2包括：信号输入端口21和数据控制端口22；

中频模块4包括：预选器41，中频滤波器42和检波器43；

预选器41一端连接被测设备5，另一端连接频谱模块2的信号输入端口 21；用于接收被测设备5发送的射频信号，并对射频信号进行处理，将处理后的射频信号发送到频谱模块2；

中频滤波器42连接频谱模块2，用于调节频谱模块2的参考带宽；

检波器43连接频谱模块2，用于为频谱模块2提供检波功能；

频谱模块2，用于对预选器41处理后的射频信号进行频谱显示；

信号跟踪源3连接频谱模块2，且信号跟踪源3输出端连接被测设备5输入端，频谱模块2的信号输入端口21连接被测设备5输出端；

频谱模块2的数据控制端口22连接控制设备6。

电磁兼容性测试，是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。包括电磁干扰和电磁敏感度两部分，电磁干扰测试是测量被测设备在正常工作状态下产生并向外发射的射频信号的大小来反应对周围电子设备干扰的强弱。电磁敏感度测试是测量被测设备对电磁骚扰的抗干扰的能力强弱。电磁干扰主要包括辐射发射和传导发射。

频谱模块包括低通滤波器，衰减器，混频器，中频放大器，中频滤波器，对数放大器，检波器，显示器等元件，即将组成频谱分析仪中的元件设置在第一壳体内组合成频谱模块。

频谱模块中的检波器为峰值检波器和平均值检波器。

频谱模块中的中频滤波器的参考带宽为3dB。

本实施例中不采用成品的频谱仪是因为频谱模块需要连接中频模块以及其他模块，成品的频谱仪，功能已经被限定，而频谱模块可以实现频谱仪的功能，并且还可以与其他模块进行连接。

频谱仪是研究电信号频谱结构的仪器，用于信号失真度、调制度、谱纯度、频率稳定度和交调失真等信号参数的测量。

现代频谱仪的频率范围能从低于1Hz至4.4GHz。

所以本实施中频谱模块的频率范围能从低于1Hz至4.4GHz。

本实施例中的频谱模块2还包括：信号输入端口21和数据控制端口22。

测试接收机是进行电磁兼容测试的主要工具，以点频法为基础，应用本振调谐的原理测试相应频点的电平值。测试接收机的扫描模式应当是以步进点频调谐的方式得到的。

频谱模块2与接收机类似，但是频谱模块2与接收机在以下几方面差别较大：预选器41，中频滤波器42，检波器43，本振信号的调节和精度。

测试接收机与频谱模块2在输入端对信号进行的处理是不同的。

频谱模块2的信号输入端通常有一组较为简单的低通滤波器，而测试接收机要采用对宽带信号有较强的抗扰能力的预选器41。通常包括一组固定带通滤波器和一组跟踪滤波器，完成对信号的预选。

由于RF信号的谐波、交调和其它杂散信号的影响，造成频谱模块2和接收机测试误差。相对于频谱模块2而言，接收机需要更高的精度，这要求在接收机的前端比普通频谱模块2多出一个预选器41，提高选择性。

预选器41，频段的选择必须依据生产商的说明，如果扫描跨度设置不合适，预选器41中的固定滤波器和跟随滤波器就无法正常工作。

本实施例中，预选器41一端连接被测设备5，另一端连接频谱模块2的信号输入端口21，用于接收被测设备5发送的射频信号，并对射频信号进行处理，将处理后的射频信号发送到频谱模块2。

频谱模块2和接收机的中频滤波器42的带宽是不同的。

通常频谱模块2的参考带宽是幅频特性的3dB带宽，而接收机的参考带宽是幅频特性的6dB带宽。当频谱模块2与接收机设定相同级别的带宽时，它们对信号的实际测试值是不同的。

从频谱模块2和接收机中频滤波器42的幅频特性可以看出，当频谱模块 2的3dB带宽B3与接收机的6dB带宽B6值设为一样时，实际通过两种滤波器的信号幅频特性是不一样的。依据电磁兼容测试标准，无论是民用还是军用标准，带宽均应为6dB。

所以，本实施例中，增设一个6dB参考带宽的中频滤波器42连接频谱模块2，代替频谱模块2中3dB参考带宽的中频滤波器，用于将频谱模块2的参考带宽调节至6dB。

依据电磁兼容测试标准，要求测试接收机带有峰值、准峰值和平均值检波器43，通用频谱仪一般带有峰值和平均值检波器43，没有准峰值检波器43，而电磁兼容测试标准中限值通常包括准峰值限值。

所以本实施中，增设一个检波器43，具体的，检波器43为准峰值检波器 43。准峰值检波器43连接频谱模块2，用于为频谱模块2提供准峰值检波功能。

优选的，本实施例中，选用点具有频测试功能和高精度信号处理的频谱模块2。

通过接入预选器41，中频滤波器42和检波器43，使频谱模块2可以实现测试接收机的功能，对被测设备5发送的射频信号进行频谱显示。频谱模块2本身的测试频段能从低于1Hz至4.4GHz，所以本申请中的电磁兼容测试设备可以完成低频段的电磁兼容测试。

跟踪信号源实际上是一个输出幅度恒定、与频谱模块2扫描接收频率同步的扫频信号发生器，频谱模块2是接收设备，通过一发一收，测量设定频率范围内连续频率点上信号幅度的变化情况，借以了解两端口网络的传输频响，功能类似扫频仪和标量网络分析仪。如果与驻波电桥配合，则可以得到单端口器件，如天线、负载器的反射频响曲线，用来测量器件的传输匹配阻抗情况。

连接方式为：信号跟踪源3连接频谱模块2，且信号跟踪源3输出端连接被测设备5输入端，频谱模块2的信号输入端口21连接被测设备5输出端。

当信号跟踪源3输出经被测设备5的输入端，而被测设备5的输出端则接到频谱模块2的信号输入端口21时，频谱模块2以及信号跟踪源3形成了一个完整的自适应扫频测量系统。

信号跟踪源3输出的信号的频率能精确地跟踪频谱分析仪的调谐频率。

频谱模块2配搭信号跟踪源3，可以用作简易的标量网络分析，观测被测设备5的激励响应特性曲线，例如：器件的频率响应、插入损耗可以对被测设备5进行标量网络分析，观测被测设备5的激励响应特性曲线。

本实施例中的电磁兼容测试设备同时具有低频段电磁兼容测试和网络测量的功能，并且各设备均集成在第一机箱1内，便于携带。在做预测试时，越是集成了测试所需设备，越有利于工程人员的测试，能够提供方便的测试效果。

本实施例中的控制设备6可以为：计算机设备。

如本实施例中的电磁兼容测试设备需要在不同环境中进行测试，本实施例中的控制设备6可以对应为笔记本电脑。

优选的，本实施例中的频谱模块2还包括：自身校准端口23。

一些实施例中的电磁兼容测试设备，参照图2，还包括：

第二机箱7；

第二机箱包括：第二壳体，以及，固定在第二壳体内的滤波器和LISN(LineImpedance Stabilization Network，线路阻抗稳定网络)模块；

频谱模块2的信号输入端口21还连接LISN模块71；

LISN模块71通过滤波器72连接被测设备5。

LISN是电力系统中电磁兼容测试中的一项重要辅助设备。它可以隔离电波干扰，提供稳定的测试阻抗，并起到滤波的作用。

LISN网络是基于滤波器理论。当干扰的频谱成分不同于有用信号的频带时，可用滤波器72滤掉其无用信号。恰当的设计、选择和正确地使用滤波器，是实现LISN功能的关键。

本实施例中，通过LISN进行传导骚扰发射的测试。LISN一端通过滤波器72连接被测设备5，一端连接频谱模块2的信号输入端口21，LISN的电源输入端口连接电源线。

测量传导骚扰发射时，被测设备5通过LISN进行供电，LISN与频谱模块 2连接，就可以测量电源线上的传导骚扰发射。

LISN作用为：

保持设备电源线的输入阻抗一定，为50Ω，这样才能够保证不同场地中测量的结果具有一致性；

隔离电网上的骚扰；

从电源线上提取传导骚扰信号，传送到频谱模块2。

使用两个机箱是因为第二机箱7内流经的电流为强电，第二机箱7内流经的电流为弱电，两个机箱的设计可以减少LISN、滤波器等对第一机箱1内设备的电磁干扰影响。

优选的，第一机箱1底部设置有底脚10，第一机箱1可以通过底脚10置于第二机箱7上方。

进一步的，参照图2，LISN模块71还外接隔离变压器8。

隔离变压器8是指输入绕组与输出绕组带电气隔离的变压器，隔离变压器8用以避免偶然同时触及带电体，变压器的隔离是隔离原副边绕线圈各自的电流。

LISN模块71通过隔离变压器8连接电源线。

一些实施例中的电磁兼容测试设备，参照图2，还包括：

固定在第二壳体内的共差模分离模块73；

LISN模块71还连接共差模分离模块73。

传导骚扰发射的测试主要通过LISN进行的。但无论从火线L或零线N输出所测得的都是共模噪声和差模噪声的混合信号。本实施例中，通过共差模分离器将共模和差模噪声进行分离。

一些实施例中的电磁兼容测试设备，信号跟踪源3通过开关电路连接频谱模块2。

信号跟踪源3通过开关电路连接频谱模块2，通过开关电路上的开关来选择是否使频谱模块2连接信号跟踪源3。在不需要进行网络测量时，可以断开开关电路。在需要进行网络测量，可以接通开关电路，使信号跟踪源3可以连接频谱模块2进行工作。

一些实施例中的电磁兼容测试设备，还包括：固定在第一壳体11内的防浪涌电路；

防浪涌电路分别连接预选器41，中频滤波器42和检波器43和开关电路。

防浪涌电路，也叫抗浪涌电路，

浪涌电流指电源接通瞬间，流入电源设备的峰值电流。由于输入滤波电容迅速充电，所以该峰值电流远远大于稳态输入电流。

防浪涌电路作为电涌防护，为用电器提供完善的保护，防浪涌电路通过电涌保护装置，可以有效吸收电涌，有效对抗电涌对用电器造成的伤害。

一些实施例中的电磁兼容测试设备，参照图2，还包括：

固定在第一壳体11内的示波器9。

频谱模块2是在频域分析信号，示波器9是在时域分析信号。

现在的示波器9都带有FFT功能，通过数学运算可以简单的分析频域信号，但二者终究是不能替代和互换。

本实施例中，通过在第一机箱1内加入示波器9，增加了时域测试功能。

优选的，本实施例中，去除示波器9的壳体，仅将组成示波器9的元件设置在第一壳体中。

一些实施例中的电磁兼容测试设备，参照图3，

第一机箱1还包括：第一顶盖12；

第二机箱7还包括：第二顶盖；

第一顶盖12和第二顶盖均为凸型结构；

第一壳体11具有与第一顶盖12对应的阶梯型凹槽，第二壳体具有与第二顶盖对应的阶梯型凹槽。

在常规仪器的设计中，一般使用中是采用漏孔散热式设计，这种设计在使用方便同时能够降低整体仪器重量，但是对于复杂电磁兼容环境很难保证仪器自身的使用，以及容易受到各电路辐射干扰的影响。对于金属材料，一般要达到80dB以上的屏蔽性能，屏蔽性能取决于构成屏蔽体的材料和屏蔽体的结构。

决定电磁屏蔽的性能有两个重要设计因素是：屏蔽体的导电连续性、无导体直接穿过屏蔽体。

通过实际应用发现，孔洞、缝隙是降低屏蔽性能的一个重要因素，造成屏蔽降低于电磁波的屏蔽效率、电磁波的种类、辐射源距离空洞的距离等因素有关。

具体的影响包括：

1)远场区的影响：

L:缝隙的长度，H：缝隙的宽度，f:入射电磁波

2)近场区的影响

A、若辐射是电场辐射源：

B、若辐射是磁场辐射源：

所以机箱在具体壳体设计中，使用了嵌入式的壳体结构设计，有效的降低L和H的值。

具体设计参照图3，图3中以第一机箱1为例进行展示，第一顶盖12为凸型结构；

第一壳体11具有与第一顶盖12对应的阶梯型凹槽。第一顶盖12可以嵌入第一壳体11的阶梯型凹槽内。

优选的，第一机箱1的尺寸为410*410*45mm；

第二机箱7的尺寸为410*410*90mm。

阶梯型凹槽的深度为2.5mm-3.5mm。

进一步的，在凹槽内设置屏蔽导电橡胶条，用于降低阶梯下降处的电磁泄漏。

进一步的，参照图3，第一机箱1与第二机箱7的外壁均设置有把手13。方便进行携带。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种电磁兼容测试设备，其特征在于，包括：

第一机箱；

所述第一机箱包括：第一壳体，以及，固定在所述第一壳体内的频谱模块，信号跟踪源和中频模块；

所述频谱模块包括：信号输入端口和数据控制端口；

所述中频模块包括：预选器，中频滤波器和检波器；

所述预选器一端连接被测设备，另一端连接所述频谱模块的信号输入端口；用于接收所述被测设备发送的射频信号，并对所述射频信号进行处理，将处理后的射频信号发送到所述频谱模块；

所述中频滤波器连接所述频谱模块，用于调节所述频谱模块的参考带宽；

所述检波器连接所述频谱模块，用于为所述频谱模块提供检波功能；

所述频谱模块，用于对所述预选器处理后的射频信号进行频谱显示；

所述信号跟踪源连接所述频谱模块，且所述信号跟踪源输出端连接被测设备输入端，所述频谱模块的信号输入端口连接被测设备输出端；

所述频谱模块的数据控制端口连接控制设备。

2.根据权利要求1所述的电磁兼容测试设备，其特征在于，还包括：

第二机箱；

所述第二机箱包括：第二壳体，以及，固定在所述第二壳体内的滤波器和LISN模块；

所述频谱模块的信号输入端口还连接所述LISN模块；

所述LISN模块通过所述滤波器连接被测设备。

3.根据权利要求2所述的电磁兼容测试设备，其特征在于，

所述LISN模块还外接隔离变压器。

4.根据权利要求2所述的电磁兼容测试设备，其特征在于，还包括：

固定在所述第二壳体内的共差模分离模块；

所述LISN模块还连接所述共差模分离模块。

5.根据权利要求1所述的电磁兼容测试设备，其特征在于，

所述信号跟踪源通过开关电路连接所述频谱模块。

6.根据权利要求5所述的电磁兼容测试设备，其特征在于，还包括：

固定在所述第一壳体内的防浪涌电路；

所述防浪涌电路分别连接所述预选器，中频滤波器和检波器和开关电路。

7.根据权利要求1所述的电磁兼容测试设备，其特征在于，还包括：

固定在所述第一壳体内的示波器。

8.根据权利要求2所述的电磁兼容测试设备，其特征在于，

所述第一机箱还包括：第一顶盖；

所述第二机箱还包括：第二顶盖；

所述第一顶盖和所述第二顶盖均为凸型结构；

所述第一壳体具有与所述第一顶盖对应的阶梯型凹槽，所述第二壳体具有与所述第二顶盖对应的阶梯型凹槽。

9.根据权利要求8所述的电磁兼容测试设备，其特征在于，所述第一机箱底部设置有底脚。

10.根据权利要求2所述的电磁兼容测试设备，其特征在于，所述第一机箱与所述第二机箱的外壁均设置有把手。

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