頻譜分析儀是進(jìn)行電磁干擾測(cè)試、診斷和故障檢測(cè)中應(yīng)用*廣的一種測(cè)試儀器。對(duì)于一個(gè)電磁兼容工程師（EMC）來(lái)講，頻譜分析儀除了測(cè)試商用和**電磁發(fā)射的重要用途外，還可對(duì)對(duì)以下內(nèi)容進(jìn)行評(píng)估：1、材料的屏蔽效能，2、設(shè)備機(jī)箱的屏蔽效能，3、較大的試驗(yàn)室或測(cè)試室的屏蔽效能，4、電源線濾波器的衰減特性；此外，頻譜分析儀可從事場(chǎng)地勘測(cè)。

對(duì)于一個(gè)電磁兼容工程師來(lái)說(shuō)頻譜分析儀就象一位數(shù)字電路設(shè)計(jì)工程師手中的邏輯分析儀一樣重要，頻譜分析儀具有寬頻率范圍、帶寬可選性和寬范圍掃描顯示等特性，使其在幾乎每一項(xiàng)EMC測(cè)試應(yīng)用中都能大顯身手，頻譜分析儀對(duì)于寬范圍的EMI診斷、故障檢測(cè)和測(cè)試應(yīng)用極其有用。

輻射發(fā)射測(cè)量

頻譜分析儀是測(cè)試設(shè)備輻射發(fā)射必不可少的工具，它與適當(dāng)?shù)慕涌谙噙B，就可進(jìn)行**和商用電磁干擾自動(dòng)測(cè)量，例如：一臺(tái)頻譜分析儀與一臺(tái)計(jì)算機(jī)相連，就可以在對(duì)應(yīng)的頻率范圍內(nèi)把發(fā)射數(shù)據(jù)制成圖和表。雖然EMI測(cè)量接收機(jī)也可用于自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，但在故障的診斷和檢修階段頻譜分析儀則顯得更優(yōu)越。根據(jù)OItek經(jīng)驗(yàn)，大多數(shù)情況下被測(cè)設(shè)備在**次測(cè)試時(shí)都不能滿足人們的期望值，因此診斷電磁干擾源并指出輻射發(fā)射區(qū)域就顯得很迫切。在EMI輻射發(fā)射測(cè)試的故障檢修方面，有時(shí)可能想要設(shè)置足夠?qū)挼念l率范圍，以使得輻射發(fā)射需要的頻譜范圍以外的頻譜也包含在內(nèi)。用頻譜分析儀，電磁兼容工程師就可以觀察到比用一臺(tái)典型的EMI測(cè)試接收機(jī)可觀察到更寬的頻譜范圍。另一種常用技術(shù)是觀察特殊寬帶天線頻率范圍，包括所有校正因子在內(nèi)的頻譜圖應(yīng)同時(shí)顯示在頻譜分析儀的顯示屏上，顯示的幅值單位與頻譜分析儀上的單位相一致，通常是dBm。這樣測(cè)試人員可在顯示屏上監(jiān)測(cè)發(fā)射電平，一旦超過(guò)限值，就會(huì)被立刻發(fā)現(xiàn)，它在故障檢修中極其有用。這種特性使得人們?cè)谄帘伪粶y(cè)產(chǎn)品的同時(shí)觀察頻譜分析儀的屏幕，并可立刻獲得反饋信息。在快速進(jìn)行濾波、屏蔽和接地操作時(shí)同樣可做以上嘗試。頻譜分析儀*大保持頻譜圖存儲(chǔ)以及雙重跟蹤特性也可用于觀察操作前后的EMI電平的變化。

許多頻譜分析儀重量輕，可以方便地移入測(cè)試室內(nèi)以對(duì)被測(cè)產(chǎn)品進(jìn)行連續(xù)觀察。測(cè)試人員可以用電場(chǎng)或磁場(chǎng)探頭探測(cè)被測(cè)設(shè)備泄漏區(qū)域。通常這些區(qū)域包括像箱體接縫、顯示屏前面板、接口線纜、鍵盤線纜、鍵盤、電源線和箱體開(kāi)口部位等，探頭也可深入被測(cè)設(shè)備的箱體內(nèi)進(jìn)行探測(cè)。為了確切指出*大輻射區(qū)域，要求探頭靈敏度不要太高，通常，一段小線頭與一同軸線纜一起放入BNC連接器內(nèi)就可以了。此外，應(yīng)注意近場(chǎng)探頭探測(cè)過(guò)程中頻譜分析儀上所顯示的近場(chǎng)測(cè)試值可能會(huì)較大，但這不一定就是遠(yuǎn)場(chǎng)輻射的主要原因。例如：將探頭放在振蕩部件的上方，頻譜分析儀上將顯示大量的振蕩頻率諧波。如果電路經(jīng)過(guò)屏蔽、濾波并且其導(dǎo)線很短，這將不成問(wèn)題。對(duì)于一個(gè)產(chǎn)品，工程師一般關(guān)注以下幾個(gè)方面：導(dǎo)線是否較長(zhǎng)、帶狀線纜是否未經(jīng)屏蔽、是否存在接地回路、視頻電路是否未經(jīng)屏蔽、導(dǎo)線在輸出端是否未經(jīng)濾波、或?qū)Ь€是否靠近箱體接縫。診斷出問(wèn)題區(qū)域后，就可進(jìn)行修補(bǔ)措施：通常是綜合運(yùn)用屏蔽、濾波、接地和搭接。

頻譜分析儀另一個(gè)重要診斷用途是確定發(fā)射的特性。例如：一個(gè)信號(hào)根據(jù)它被確定為寬帶或窄帶的不同而選用不同的限值。確定寬窄帶的方法有好幾種：

1、改變帶寬法：通過(guò)改變頻譜分析儀分辨帶寬，信號(hào)的幅值可能也可能不發(fā)生變化。一個(gè)真正的窄帶或連續(xù)波信號(hào)的幅值將不發(fā)生變化。由持續(xù)時(shí)間為零、幅值無(wú)限大的脈沖產(chǎn)生的純寬帶發(fā)射，將產(chǎn)生量值為20log（BW1/BW2）的變化。然而在確定發(fā)射是寬帶還是窄帶的過(guò)程中，實(shí)際上允許與理想情況存在偏差。測(cè)試人員在使用這種方法時(shí)不可避免地要運(yùn)用較好的工程經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷。

2、峰值／平均值比較法：同帶寬改變法相似，這種方法是以信號(hào)幅值的變化為基礎(chǔ)的。窄帶信號(hào)的幅值電平在采用峰值或平均值檢波時(shí)基本保持不變，而寬帶信號(hào)在用平均值檢波時(shí)幅值將變小。

3、視頻濾波法：視頻濾波有助于觀察寬帶噪聲中是否有窄帶信號(hào)。濾波使得寬帶減弱，而窄帶幅值電平保持不變。

4、變換掃描時(shí)間法：這種方法可用于在頻譜分析儀顯示屏上觀測(cè)一組脈沖。頻譜分析儀每格間隔的寬度應(yīng)設(shè)置得使譜線間的間距可以被觀察到。通過(guò)改變頻譜分析儀的掃描時(shí)間，譜線的間隔可能變也可能不變。如果屏蔽上間隔寬度保持不變，則信號(hào)是窄帶；如果間隔寬度改變了，則信號(hào)被認(rèn)為是寬帶。

5、調(diào)諧測(cè)試法：在使用適當(dāng)?shù)姆直鎺挼那闆r下，窄帶信號(hào)實(shí)際上是相對(duì)于頻譜儀而言是窄的。因此，當(dāng)改變或調(diào)諧頻率峰值標(biāo)記時(shí)窄帶信號(hào)的幅值將或左或右地明顯偏離窄帶信號(hào)的峰值。當(dāng)*大峰值的變化大于3dB／兩個(gè)脈沖帶寬頻變時(shí)，則信號(hào)被認(rèn)為是窄帶信號(hào)，否則被認(rèn)為是寬帶。

傳導(dǎo)發(fā)射

頻譜分析儀對(duì)幾種傳導(dǎo)發(fā)射的測(cè)試能夠象輻射發(fā)射測(cè)試那樣設(shè)成自動(dòng)，并通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)作圖、列表。同時(shí)頻譜分析儀在手動(dòng)模式下也是一種有用的診斷工具。在顯示屏上可以觀察到相對(duì)較寬的掃描頻段，同時(shí)相應(yīng)的限值顯示在顯示屏上，以便很快地與發(fā)射電平做比較。頻譜限值包含了電流探頭或LISN修正因子，同時(shí)頻譜分析儀顯示單位也隨之相應(yīng)轉(zhuǎn)變。故障處理的結(jié)果可以在顯示屏上很容易地觀察到。傳導(dǎo)發(fā)射信號(hào)的特征可以用與輻射同樣的方法得到。故障處理的方法通常是濾波，但在1MHz以上時(shí)，問(wèn)題通常由輻射發(fā)射的耦合而引起，因此，許多用于抑制輻射發(fā)射的故障檢修技術(shù)也被采用。

敏感度測(cè)試

頻譜分析儀在電磁敏感度測(cè)試過(guò)程中用于監(jiān)視被測(cè)設(shè)備上的傳導(dǎo)或輻射發(fā)射電平。包含敏感測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)有MIL-STD-461/461和FDA MDS-201-0004。

EMI電磁干擾場(chǎng)地勘測(cè)

便攜式的頻譜分析儀與寬帶天線的組合在探測(cè)電磁干擾過(guò)程中特別有用。在1KHz～1GHz之間的輻射電磁干擾探測(cè)僅用一臺(tái)頻譜分析儀和一根天線就可完成。不同地理位置環(huán)境干擾的勘測(cè)有助于確定*佳的EMI開(kāi)闊測(cè)試場(chǎng)地?？睖y(cè)的信息也可用于確定安置EMI敏感校驗(yàn)或設(shè)計(jì)組的*佳位置。大多數(shù)情況下，來(lái)自建筑物外*小的環(huán)境電磁干擾區(qū)域趨于建筑物的中央。對(duì)于多層建筑物，地下室或較低樓層通常具有*小的環(huán)境電磁干擾。

有時(shí)甚至在EMI敏感設(shè)備放置一段時(shí)間后會(huì)突然發(fā)生電磁干擾問(wèn)題，頻譜分析儀則是標(biāo)出問(wèn)題緣由的重要診斷工具。天線用于決定發(fā)射源的方向并標(biāo)出*大干擾的區(qū)域。RF電流探頭探測(cè)UPS電源產(chǎn)生的干擾，通過(guò)頻譜分析儀與寬帶天線跟蹤追查某寬帶電磁干擾到一間裝有UPS電源的房間，用RF電流探頭探出干擾源是蓄電池線纜。注意用天線和電流探頭兩者接收的發(fā)射特性相似。EMI勘測(cè)也可用于城市條例或國(guó)家法規(guī)中，例如有些城市都有要求對(duì)可移動(dòng)天線之類的廣播天線進(jìn)行年檢的條例；有時(shí)候，這些測(cè)試必須在偏遠(yuǎn)地區(qū)或山頂進(jìn)行。OSHA職業(yè)**與健康標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)可能產(chǎn)生高射頻能量的儀器進(jìn)行安檢的條例。頻譜分析儀可測(cè)試場(chǎng)強(qiáng)，并將其轉(zhuǎn)換為指定的能量密度單位，比如毫瓦每平方厘米（mW/cm2）。

衰減測(cè)試

EMI測(cè)試場(chǎng)的衰減測(cè)試可以由頻譜分析儀、適當(dāng)?shù)奶炀€和射頻發(fā)射裝置來(lái)完成。按照FCC和VDE發(fā)射說(shuō)明進(jìn)行測(cè)試的裝置必須滿足FCC或VDE中指定的相應(yīng)場(chǎng)地衰減要求。

電源濾波器的衰減特性也可由頻譜分析儀和跟蹤信號(hào)發(fā)生器來(lái)完成。跟蹤信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生一已知電平的掃描頻率信號(hào)而通過(guò)頻譜分析儀來(lái)跟蹤觀察。將濾波器放在發(fā)生器輸出和頻譜分析儀輸入之間，就可以得到其衰減特性。發(fā)生器輸出電平與頻譜分析儀接收到的電平之差等于該濾波器所提供的衰減。濾波器測(cè)試裝置的源和負(fù)載阻抗一般為50Ω，以便與濾波器生產(chǎn)廠家提供的典型衰減曲線相比較。應(yīng)當(dāng)注意，在實(shí)際使用過(guò)程當(dāng)中，濾波器的衰減值可能與提供的典型曲線有很大出入，這是因?yàn)閷?shí)際與濾波器相連的網(wǎng)絡(luò)阻抗并不總是50Ω。

屏蔽效能測(cè)試

頻譜分析儀能用來(lái)測(cè)試材料、設(shè)備屏蔽箱體、甚至較大屏蔽測(cè)試室的屏蔽效能。材料樣品可以通過(guò)橫電磁波（TEM）室、頻譜分析儀和跟蹤信號(hào)發(fā)生器測(cè)試，測(cè)試裝置與濾波器衰減測(cè)試很相似，只是用TEM波室代替了濾波器。材料樣本放在TEM室里測(cè)試其頻率變化的衰減特性或屏蔽效能。

另一種用頻譜分析儀測(cè)試材料的方法是將材料樣本蒙在測(cè)試盒的開(kāi)口上。此時(shí)跟蹤信號(hào)發(fā)生器與一小發(fā)射天線相連并放在測(cè)試盒的內(nèi)部。接收天線放在測(cè)試盒的外面并與頻譜分析儀相連。用材料樣本覆蓋的測(cè)量值之差就是屏蔽效能值。

一個(gè)實(shí)際使用的設(shè)備箱體屏蔽效能測(cè)試方法與剛才描述的屏蔽盒測(cè)試方法相似，小發(fā)射天線放在設(shè)備箱體外部而不是屏蔽盒內(nèi)部。發(fā)射天線經(jīng)箱體屏蔽和未屏蔽的兩種情況下，用接收天線和頻譜分析儀測(cè)得的兩者之差即屏蔽效能值。

如果設(shè)備箱體完全是金屬或射頻密封，它能夠很容易地得到100dB以上的屏蔽效能。然而，通常情況下，屏蔽箱體帶有開(kāi)口，如縫隙、未屏蔽的顯示屏、非金屬區(qū)域以及通風(fēng)口。如果屏蔽效能值沒(méi)滿足要求，這里就可以使用輻射發(fā)射測(cè)試中描述的故障診斷和檢測(cè)方法。射頻泄漏區(qū)的信息有利于設(shè)備設(shè)計(jì)的改善。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以通過(guò)襯墊密封、附加屏蔽或一個(gè)全新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)改善。對(duì)于勉強(qiáng)可接受的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，應(yīng)特別注意箱體內(nèi)的電分布情況。例如：數(shù)字電路板不應(yīng)放在靠近易產(chǎn)生射頻泄漏的區(qū)域。應(yīng)注意屏蔽效能值不僅從發(fā)射角度而且從敏感性角度來(lái)考慮都是有用的。如果EMI能從箱體出來(lái)，同樣它也能進(jìn)入箱體。因此，電路遠(yuǎn)離射頻窗口有助于防止因外界EMI源引起的電路敏感性問(wèn)題。

在大屏蔽間或大屏蔽箱體的屏蔽效能測(cè)試中，頻譜分析儀是一種重要的測(cè)試和診斷工具。MIL-STD-285和NSA65-6是兩種常用的屏蔽效能標(biāo)準(zhǔn)，其測(cè)試目的類似于設(shè)備箱體的屏蔽效能測(cè)試，只不過(guò)它是在一個(gè)較大規(guī)模上進(jìn)行罷了。測(cè)試要求通常會(huì)用到磁場(chǎng)、電場(chǎng)、平面波和微波發(fā)射接收設(shè)備；被測(cè)的頻率范圍從幾十Hz到幾十GHz；可能會(huì)要求屏蔽效能值大于100dB。近場(chǎng)探頭和天線與頻譜分析儀一起用于標(biāo)定射頻泄漏區(qū)域，就象在一個(gè)物理小規(guī)模上測(cè)試電子設(shè)備所做的一樣。在這里會(huì)碰到許多同樣的問(wèn)題，通常的射頻泄漏區(qū)域?yàn)殄e(cuò)誤的導(dǎo)電封裝、襯墊、濾波器以及很可怕的“暗道”。所謂“暗道”指的是箱體外部的一個(gè)射頻泄漏點(diǎn)在箱體內(nèi)部的一個(gè)不同點(diǎn)上引起了射頻泄漏。在短波頻率上定位“暗道”是一項(xiàng)**挑戰(zhàn)性的工作。