什么是EMI測試吞吐率

吞吐率是一種關(guān)于計算機(jī)或者數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)（如網(wǎng)橋、路由器、網(wǎng)關(guān)或廣域網(wǎng)連接等）數(shù)據(jù)傳輸速率的測度，通常是對一個系統(tǒng)和它的部件處理傳輸數(shù)據(jù)請求能力的總體評價。由于EMI測試按照目的可以分為達(dá)標(biāo)測試和診斷測試，因此吞吐率在EMI測試中也有兩種含義：在達(dá)標(biāo)測試中，EMI測試吞吐率是指確定并且書面報告DUT通過所需EMI測試的速度；在診斷測試中，EMI測試吞吐率還要包括對于沒有通過所需EMI測試的DUT，診斷并且解決問題所花費(fèi)的時間。
        
對于電子產(chǎn)品來說，EMC測試已經(jīng)成為與安規(guī)測試同等重要的基礎(chǔ)測試，越來越多的EMC實(shí)驗(yàn)室不僅從測試方法、測試精度上對自己的測試能力進(jìn)行改進(jìn)，而且也越來越關(guān)注測試吞吐率，10 m暗室雙天線法就是一個例子，這歸根結(jié)底還是與降低測試成本密不可分的。一個EMC測試實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)包括土建、暗室建設(shè)、設(shè)備購買以及系統(tǒng)集成等大量的成本投入，以美國為例，一個10 m暗室至少需要200萬美元的固定投入，因此如何提高固定資產(chǎn)利用率，加快實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成本的收回速度，成為每個EMC測試實(shí)驗(yàn)室不得不關(guān)心的問題。對于電子產(chǎn)品生產(chǎn)廠家而言，如何盡快的利用測試設(shè)備找到產(chǎn)品的EMC問題并且加以有效整改，加快新產(chǎn)品上市時間，搶占更多的市場份額，也是他們所面對的重要問題。
        
有哪些因素限制了EMC測試的吞吐率呢？眾所周知，EMC測試分為EMS和EMI兩大類，按照傳導(dǎo)路徑不同，EMI測試又進(jìn)而分為傳導(dǎo)發(fā)射（CE）和輻射發(fā)射（RE）兩部分，而輻射發(fā)射測試由于其系統(tǒng)復(fù)雜成為EMC測試中最耗時的部分，下圖是民標(biāo)輻射發(fā)射的測試系統(tǒng)示意圖。為了尋找DUT的最大輻射發(fā)射，測試過程中需要轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)臺，升降天線，同時使用接收機(jī)或者頻譜儀進(jìn)行掃描，其中每一個模塊的動作都會影響測試速度。當(dāng)然，測試人員的能力與經(jīng)驗(yàn)，對于EMI測試速度的改善也至關(guān)重要。

圖1：民標(biāo)輻射發(fā)射測試系統(tǒng)示意圖 

從另外一個方面來看，輻射發(fā)射需要測試的物理量是場強(qiáng)，然而該待測物理量是DUT方位角、天線高度、頻率、時間等變量組成的多維函數(shù)，對于多個變量進(jìn)行遍歷測試花費(fèi)的時間無疑是漫長的。以ITE設(shè)備為例（CISPR 22），完成一個完整輻射發(fā)射達(dá)標(biāo)測試往往需要4、5個小時，如果需要診斷整改，需要的時間還要長的多。下面我們以輻射發(fā)射測試為例，簡要分析如何改善EMI測試吞吐率。

如何改善EMI測試吞吐率
        
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)測試方法的要求以及多數(shù)主流EMC測試實(shí)驗(yàn)室的測試流程，總結(jié)得到輻射發(fā)射測試典型的流程如圖。

圖2：典型輻射發(fā)射測試流程

在輻射發(fā)射測試開始前，首先需要明確DUT屬于哪種類型，需要遵從哪個EMC標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試，按照測試方法要求擺放好DUT，并準(zhǔn)備測試記錄文檔。對于大部分民標(biāo)來說，1 GHz以下的極限線大多是準(zhǔn)峰值極限線，而準(zhǔn)峰值檢波器是速度很慢的一種檢波器，如果使用準(zhǔn)峰值檢波器從30 MHz掃描到1 GHz，很可能要花上一兩天時間，那么既符合測試標(biāo)準(zhǔn)的要求又能加快測試吞吐率呢？根據(jù)檢波器工作原理，峰值檢波得到的干擾信號幅值一定大于等于準(zhǔn)峰值檢波器，即EMI Peak ≥ EMI Quasi-peak（當(dāng)干擾信號是窄帶時，兩個檢波器得到的幅值相等），而峰值檢波器的工作速度比準(zhǔn)峰值檢波器快的多，因此為了提高測試吞吐率，通常先用峰值檢波器進(jìn)行預(yù)掃描，然后將得到的干擾信號的幅值與準(zhǔn)峰值極限線進(jìn)行比對。如果某個頻點(diǎn)上干擾信號的峰值檢波值低于準(zhǔn)峰值極限值，那么該頻點(diǎn)上的干擾信號的準(zhǔn)峰值檢波值一定也低于準(zhǔn)峰值極限值，因此就不必在該頻點(diǎn)上再進(jìn)行準(zhǔn)峰值檢波了。然而，如果某些頻點(diǎn)上干擾信號的峰值檢波值超過了準(zhǔn)峰值極限值，那么這些頻點(diǎn)上的干擾信號就成為可疑干擾信號，需要篩選這些頻率點(diǎn)，進(jìn)一步使用準(zhǔn)峰值檢波器進(jìn)行測量，就進(jìn)入了下一個步驟，即空間最大化。在空間最大化步驟中，需要轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)臺，調(diào)節(jié)天線架，使用準(zhǔn)峰值檢波器監(jiān)視可疑頻點(diǎn)上干擾信號幅值的變化，直到找到最大值。如果所有可疑信號的準(zhǔn)峰值檢波的最大值都低于準(zhǔn)峰值極限線，那么該DUT達(dá)標(biāo)測試通過，否則還需要進(jìn)行診斷整改 。實(shí)際上，70%的電子產(chǎn)品在第一次進(jìn)行輻射發(fā)射測試時是無法通過標(biāo)準(zhǔn)要求的，因此診斷整改對于EMC測試實(shí)驗(yàn)室來說也是非常重要的一個環(huán)節(jié)。診斷整改大多使用頻譜儀峰值檢波快速掃描進(jìn)行，這樣可以迅速發(fā)現(xiàn)整改措施對超標(biāo)頻率點(diǎn)以及其他頻段干擾信號發(fā)射強(qiáng)度的影響。診斷整改的時間比較長，在不順利的情況下，很可能需要花幾天才能解決發(fā)射超標(biāo)的問題。輻射發(fā)射測試流程最后兩個環(huán)節(jié)是審查和出報告。