使用TEM小室的EMI预合规测试解决方案

为确保产品符合电磁兼容性(EMC)标准，能够稳定可靠地运行，许多企业会对产品进行EMI测试，从而提升品质竞争力以及降低成本风险，满足客户需求。传统的EMI辐射发射测试通常在具有大型屏蔽室的认证实验室内进行，使用多种天线获取辐射信号，测试成本高昂，影响新产品发布进度。针对这样的问题，普源精电为客户提供了使用TEM小室进行产品EMI预合规性测试的测试解决方案。

TEM小室的EMI预合规性测试

EMI标准简介

The Briefing of EMI Standard

EMI测试标准是区分不同国家不同应用产品类别的重要规则之一，每个国家都有专门的标准来支持海关检查前的技术进口许可。例如，"CISPR"标准是国际通用标准，可覆盖近80%的国家;"FCC”标准是包括美国和加拿大在内的北美地区标准;"EN"标准是欧洲联邦的标准。因此，产品需要出口到其他国家，生产商需要遵循相应国家的EMI测试标准并通过EMI测试机构的正式测试。正式测试通常会用到大规模的EMI认证实验室，测试成本高昂，因此使用TEM小室进行EMI预合规性测试可以有效降低产品测试成本，提高测试效率并加快产品面世进度。

▲TEM小室辐射测试结构

TEM小室介绍

TEM Cell Introduction

工程师们通常需要一个经济实用的实验室，能够进行正式合规性测试前的EMI预测试，TEM小室提供了一种测量产品发射的低成本方法。市场上一款TEM小室可覆盖2GHz甚至更高的频率范围，这种TEM小室可与频谱分析仪结合使用，进行与EMC相关的设计修改前后的产品测试。使用TEM小室进行的测试无法提供与在认证测试室中进行的测试相同的量化结果，但TEM小室可以消除大部分不必要的背景干扰，从而很好地说明设计是否受到过多辐射噪声的影响，工程师可以清楚地看到自己的改动是改善了还是降低了电磁兼容性能，抑或是保持不变。

▲TEM小室装置模拟图

TEM小室是一种带状线设备，用于电子设备的辐射发射和抗扰度测试。TEM小室由一个隔膜、一个位于中央部分的导电条和一个接地壁组成，其几何形状设计为50欧姆的带状线。它没有侧壁，被测设备(DUT)放置在底壁和隔膜之间。它可能会接收射频背景噪声，但可以通过为DUT供电之前测量该装置的输出信号加以区分。特制TEM小室的独特设计功能提供了与所需波传播方向垂直的电阻，抑制了高阶模式(higher-order mode)和共振。所有TEM小室都配有50Ω/25W射频终端，用于保护频谱分析仪的直流模块或射频接收器输入以及N-Male 至 N-Male 同轴电缆。

客户案例

EMI预测试解决方案

此次案例我们以某客户的医用心跳起搏器为例。医疗级产品对EMI测试认证的要求特别严格，大多数医疗级电子仪器设备的工作频率都很低，因此必须严格滤除背景噪声，才能准确获知产品真实的EMI特性和性能，故利用TEM小室辅助进行EMI预合规性测试。我们将心跳起搏器的主板放置在TEM小室中，将TEM小室的一端连接到 RIGOL RSA5065实时频谱分析仪的SMA接收端，另一端连接到50欧姆的终端器，避免了反射噪声影响EMI测试的情况。

▲带TEM小室的RSA5065频谱分析仪，用于起搏器EMI测试

接下来，将RSA5065频谱分析仪设置为EMI模式，我们首先在不放置TEM小室的情况下扫描EMI曲线，我们可以得到黄色的Trace1，并分别设置峰值检测、准峰值检测和平均值检测，打开计量表功能，然后设置限制线的限值。完成初步扫描后，将主板放入TEM小室，然后打开Trace2，再次扫描得到绿色的 Trace2。根据扫描结果可以发现，加入TEM小室后，本底噪声部分明显降低了很多。

▲无TEM小室的EMI测试结果(Trace1)

▲带TEM小室和不带TEM小室的EMI测试结果对比

RIGOL实时频谱分析仪内置的EMI预测试应用软件功能强大，结合符合CISPR标准的滤波器，可以对产品进行传导及辐射的预测试，从而发现其传导/辐射骚扰源并改善，加速产品上市。它能够快速响应EMI尖峰信号迹线地址，并根据您的需要在3种不同的检测器中选择使用。预合规性测试结果能够提前与工业标准仪器进行基准比较，例如，基于120KHz RBW设置，它可以在1.5秒内完成整个辐射测试范围。EMI预测试应用软件提供的出色性能在竞争激烈的市场中，为用户提供了更多测试选择。

RSA5000系列实时频谱分析仪

RIGOL RSA5000系列实时频谱分析仪，频率范围最大为9kHz至6.5GHz。采用10.1英寸高清电容触摸屏，支持多种手势操作，可轻松实现测量的设置与操作。RSA5000内置Linux系统，支持外接键盘和鼠标操作，USB/LAN等通信接口更加稳定可靠;提供HDMI接口，方便用户进行演示、教学使用。

▲RIGOL矢量信号分析应用功能(VSA)

除EMI预合规性测试功能外，RIGOL RSA5000系列产品还具备矢量信号分析应用功能(VSA)，不仅可以进行无线通信及无线连接数字信号的解调与质量分析，可以通过时域，频域及调制域等多个维度对矢量信号进行全面而细致的分析和测量。同时，RSA标配GPSA、RTSA双模式。GPSA扫频式工作模式，可完成通用的频谱分析仪功能;RTSA实时工作模式，可以实现对瞬变信号的无缝捕获，并通过概率密度谱，光谱等视图完整呈现测量结果，用户还可通过设置频率模板触发方式，精确捕获分析关心的频谱信号。实时频谱分析仪可以完美解决通用扫频式频谱分析仪由设计原理导致扫描速度过慢而引起的不能完整捕获信号、甚至丢失信号的问题。

RIGOL RSA5000系列实时频谱分析仪，可实现频谱监测、射频器件分析、宽带信号测试及EMI预测试等多种测试要求。可广泛应用于企业研发、工厂生产、教育教学等诸多领域。