引言:

本文主要介紹如何提高頻譜分析儀電流探頭組成的電流探頭法測量時的信噪比,信噪比越高,整個測試系統的動態范圍就越高。頻譜分析儀有很多測試方式,我們僅使用電流探頭測試法來分析如何提高頻譜分析儀的信噪比。

獲得頻譜分析儀的原始數據:

頻譜分析儀(SA)的技術參數文檔中一般會列出噪聲下限(通常稱為顯示的平均噪聲級——DANL)。例如我們公司代理銷售的 R&S FSV頻譜分析儀,我們能在文檔中找到某個RBW設置值時,以一個或多個特定頻率給出的DANL數據,如下圖所示:

R&S FSV 在RBW=1kHz時的平均噪聲DANL

R&S FSV 在RBW=1kHz時的平均噪聲DANL

預估最低噪聲電平:

當獲得頻譜分析儀的最低噪聲數據后,我們就可以預估傳導騷擾試驗配置的最低噪聲電平對比上圖給出的DANL數據,我們需要在不同的RBW上進行傳導共模-電流法測試,這里可以使用下面的公式來估算:

傳導發射電流法噪聲電平(dBm)=頻譜分析儀噪聲電平(dBm)+10*log(電流法設置的RBW/頻譜分析儀的RBW)

從上式可以看出,當頻譜分析儀的RBW每增加10倍,傳導發射電流法噪聲電平就增加10dB。例如,如果頻譜分析儀提供了1Hz RBW的噪聲電平,然后在100kHz RBW的條件下進行CE測試,則最終電流法噪聲電平需要增加 10*log(100000/1)=50dB,這說明如果我們要在100kHz時測量CISPR25電流法,你的最低可檢測信號將=頻譜分析儀噪聲電平+50dB。

頻譜分析儀測量的動態范圍要求:

理想情況下,頻譜分析儀(SA)噪聲地板應遠低于測量的CE電流(包括信號調節),以盡量減少測量不確定度。一個常見的經驗法則是,電流探頭F-52B的測量信號應至少高于頻譜分析儀(SA)20分貝;這相當于20分貝的信噪比(SNR)。隨著測量信號的減小和/或由于RBW更寬,SA噪聲地板水平增加,信噪比降低。

當信噪比只有幾個分貝時,可以測量信號,但測量信號的精度會降低,測量不確定度也會增加。下表來自于Benz于2016年9月22日發布的一篇題為“低信噪比測量:離噪聲太近”的網絡文章:

“提醒:左右滑動表格”
實際信噪比測量誤差0dB3.01dB1dB2.54dB3dB1.76dB5dB1.19dB10dB0.41dB15dB0.14dB20dB0.04dB
“提醒:左右滑動表格”

總結:

這里已經完整介紹了如何根據頻譜分析儀的DNAL數據計算電流法測試的動態范圍,可以看出頻譜分析儀的RBW設置將對整個測試結果的準確性和測量誤差有所影響。所以我們應該學習并運用以上方法來完成標準的傳導發射測試,提高頻譜分析儀和電流探頭測量的信噪比。