介紹
今天的電子產品,機器和電器已經成為我們生活中不可或缺的一部分。隨著無人機,移動互聯網,醫療設備,物聯網(IoT)和自動駕駛汽車等技術的最新發展,這一點最為明顯。這些技術用于軍事,航空,汽車和商業領域。結果是有害電磁干擾的可能性更高。這種干擾范圍從小的麻煩到完整的產品或系統故障。從歷史上看,電磁兼容性(EMC)測試的放大器選擇主要基于分散在EMC行業中的部落知識和信息。但是,選擇合適的EMC放大器是實現所需RF電平的重要步驟。考慮因素眾多。本應用筆記為EMC測試工程師或技術人員提供了做出正確決策所需的信息。
本選擇指南中涉及的領域包括:
1.常見的EMC測試標準2.放大器規范定義
3.放大器的類型
4.功放配件
5.系統
6.提高測試效率和可靠性
7.其他考慮
摘要
應該注意的是,質量和支持與選擇放大器時的技術特征同等重要。停機時間通常意味著測試實驗室吞吐量減慢,從而影響實驗室的盈利能力和客戶計劃。共同的EMC測試標準
EMC可以定義為系統和設備在其預期環境中運行的能力,而不會遭受不可接受的降級或由于電磁頻譜干擾而導致意外降級。對系統的威脅可以是自然發生的,也可以是人為的,可以分為4種主要類型的測試:輻射免疫,輻射發射,傳導免疫和傳導發射。用于這些測試的限制和級別在各種標準中定義并由各種組織采用。產品必須滿足這些標準中規定的要求,因為公共安全以及其他方面依賴于產品按預期執行。
軍事,航空,汽車和消費者等部門常用的標準如下所示。本指南將提供識別這些標準的適當放大器所需的放大器特性。在許多情況下,標準驅動放大器的選擇。此外,最終用戶通常具有獨特的要求。最終用戶考慮因素與行業標準同等重要。
輻射免疫
IEC 61000-4-3:商業
MIL-STD-461,RS103:軍事部件
MIL-STD-464:軍事系統
DO-160,第20節:航空
ISO 11451,ISO 11452-2:汽車
FCC第15部分
CISPR 11,22,25,32:商業
MIL-STD-461,RE102:軍事部件
DO-160,第21節:航空
IEC 61000-4-6:商業
MIL-STD-461,CS114:軍事部件
DO-160,第20節:航空
ISO 11452-4:汽車
CISPR 11,22,25,32:商業
MIL-STD-461,CE101,CE102:軍事部件
DO-160,第21節:航空
適當放大器選擇的基礎是了解關鍵放大器規范。雖然放大器具有廣泛的規格參數,但有一些關鍵參數需要牢記與EMC測試有關。這些參數及其與EMC測試的相關性如表1所示:放大器參數。
參數 | 定義 | 關聯 |
頻率響應 | 瞬時工作頻段 | 放大器僅指定在此定義的頻帶內工作。一些固態放大器將在頻帶外工作,功率顯著降低(圖1),而TWTA由于波導而具有更大的截止頻率(圖2)。 |
圖1顯示了AR Model 500S1G6放大器的性能。該放大器工作在700 MHz至6 GHz頻率范圍內。 |
圖1 :固態放大器輸出功率頻率示例
圖2:TWTA輸出功率隨頻率的示例
額定輸出功率 | AR的定義:放大器產生的功率為1.0 mW(0 dBm)輸入 | 對于沒有嚴格線性要求的應用(MIL / DO /汽車),重要的額定功率。“額定”功率類似于(但不一定)“飽和”功率。 |
功率輸出@ 1 dB壓縮 | 放大器在1 dB壓縮點產生的功率 | 具有嚴格線性要求(IEC / EN)的應用的重要額定功率。可以認為是線性電源的頂端。P1dB后,放大器飽和度增加。 |
圖3所示為AR Model 50U1000放大器的P1dB和P3dB電平示例。 |
圖3:AR 50U1000的P1dB和P3dB電平示例
參數 | 定義 | 關聯 |
諧波失真 | 放大器產生的諧波失真幅度 | 大多數AR放大器的電壓為-20 dBc @ P1dB,見圖4。許多測試規范要求至少-6 dBc。 |
圖4:放大器諧波示例
參數 | 定義 | 關聯 |
獲得 | 放大系數,也稱為增益,是模擬放大器提升信號強度的程度。擴增因子通常以功率表示。 | 許多放大器因素是放大器增益的結果,例如輸出功率,大小和操作該放大器所需的功率。 |
使用S參數術語將增益稱為S21 | ||
平整度 | 平坦度指定放大器的增益在指定的頻率范圍內可以變化的程度。 | 放大器增益平坦度的變化會導致通過放大器的信號失真。 |
效率 | 輸出功率與總功耗之比 | 盡管A類放大器本質上效率低下,但設計技術可以提高放大器效率,AR的放大器比同等額定的其他放大器更小,輸入功率更低。 |
脈沖能力 | 脈沖寬度,脈沖率和占空比的限制 | 脈沖SSPA和TWTA產生的峰值功率高于CW功率,但是可以通過放大器傳輸多少RF。請參閱應用筆記#39D。 |
不匹配容忍 | 放大器能夠處理不匹配的負載,從而改變反射功率的變化量 | 在EMC應用中,尤其是在較低頻率下,換能器(天線/鉗位等)與50歐姆的匹配非常差。場反射/駐波也可以產生顯著的反射功率。在測試期間,重要的是繼續提供正向功率以及保護放大器免受反射功率損壞。請參閱應用筆記#27A。 |
脈沖能力 | 脈沖寬度,脈沖率和占空比的限制 | 脈沖SSPA和TWTA產生高于CW的功率,但是可以通過放大器傳輸多少RF。 |