소식

Apr 18, 2023

광대역, 낮음

이 기사에서는 주파수 범위에 대한 시간 영역 EMI 측정 시스템을 소개합니다.

이 기사에서는 10Hz~40GHz의 주파수 범위에 대한 시간 영역 EMI 측정 시스템을 소개합니다. 최대 1.1GHz 주파수의 신호는 초고속 부동 소수점 아날로그-디지털 변환기(ADC)로 샘플링되어 FPGA(필드 프로그래밍 가능 게이트 어레이)에서 실시간으로 처리됩니다. 초광대역 다단계 다운 컨버터를 사용하면 최대 40GHz 주파수의 신호를 측정할 수 있습니다. 주파수 영역에서 작동하는 기존 EMI 수신기에 비해 측정 시간을 몇 배나 줄일 수 있습니다.

사전 선택된 통합 저잡음 증폭기를 갖춘 이 시스템은 특히 26.5GHz ~ 40GHz의 Ka 대역에서 높은 감도를 제공합니다. 26.5GHz ~ 40GHz의 낮은 시스템 노이즈 수치는 이 범위에서 1MHz의 IF 필터 대역폭을 사용하여 약 12dBμV의 평균 노이즈 플로어 레벨을 생성합니다. 70dB 이상의 높은 시스템 동적 범위를 갖춘 이 시스템은 광대역, 과도 방출 또는 레이더 펄스와 같은 높은 동적 신호를 측정하는 데 매우 적합합니다. 비정상 방출은 실시간 스펙트로그램이나 다중 채널 진폭 확률 분포(APD) 측정 방법을 통해 측정할 수 있습니다.

소개

정보의 광대역 전송에 대한 수요가 꾸준히 증가함에 따라 통신 시스템과 가전제품은 점점 더 높은 주파수 대역을 활용합니다. 이러한 시스템과 서비스를 전자기 간섭(EMI)으로부터 보호하려면 CISPR 16-1-1과 같은 전자기 호환성(EMC) 표준의 요구 사항을 충족하기 위해 전용 측정 장비로 방사 및 전도 EMI를 측정해야 합니다. ],MIL-461F [2] 또는 DO-160F [3].

기존 측정 수신기와 비교하여 시간 영역 EMI 측정 시스템은 EMI 측정 속도를 크게 높여 시간과 개발 및 테스트 비용을 절약할 수 있습니다. 이전 연구에서 우리는 이미 측정 신호의 광대역 하향 변환을 통해 시간 영역 EMI 측정 시스템의 주파수 상한을 18GHz 및 26GHz로 늘렸습니다[4],[5]. 제시된 시스템을 사용하면 10Hz~40GHz의 주파수 범위에서 전자기 방출을 측정할 수 있습니다. CISPR 16-1-1의 요구 사항을 완전히 준수하는 측정이 수행될 수 있으며 시스템은 MIL461F 및 DO-160F에 따른 측정에 필요한 주파수 범위와 IF 필터도 제공합니다. 150kHz ~ 30MHz 주파수 범위에서 PC 전원 공급 라인의 전도성 방출 측정이 제시되며, 이는 기존 측정 수신기에 비해 스캔 시간이 1350배 감소한 것으로 나타났습니다. Ka-Band에서 전자레인지의 복사 방출을 측정한 스펙트로그램은 비정상 EMI의 시간 동작을 특성화하는 시스템의 능력을 보여줍니다. 마지막으로 36 GHz ~ 37 GHz 주파수 범위에서 주파수 호핑 신호 측정이 제시됩니다.

시간 영역 EMI 측정 시스템

제시된 시간 영역 EMI 측정 시스템은 디지털 신호 처리를 위한 FPGA와 결합된 높은 동적 범위의 초고속 샘플러와 1.1GHz 이상의 측정을 가능하게 하는 다단계 광대역 다운 컨버터로 구성됩니다. 시스템의 블록 다이어그램은 그림 1에 나와 있습니다. 전자기 방출은 방사 방출의 경우 광대역 안테나를 통해, 전도 방출의 경우 LISN(라인 임피던스 안정화 네트워크)을 통해 수신됩니다. 10Hz ~ 1.1GHz 주파수 범위의 신호는 앨리어싱을 방지하기 위해 저역 통과 필터링됩니다. 부동 소수점 ADC는 [6]에 설명된 대로 신호를 고해상도로 샘플링합니다. 높은 동적 범위를 달성하기 위해 신호는 서로 다른 이득을 갖는 세 가지 경로로 나뉩니다. 각 경로의 신호는 약 2.6GS/s의 샘플링 속도로 3개의 ADC와 병렬로 샘플링됩니다. 샘플링된 신호가 결합되어 16비트의 부동 소수점 ADC의 동적 범위가 생성됩니다.

그림 1: 시간 영역 EMI 측정 시스템의 블록 다이어그램