電場探頭和磁場探頭的區別是什麽

在測（cè）量EMC的時候，示波器的（de）射頻探（tàn）頭可以幫助我們定位正在開發的電路板或產品（pǐn）的輻射是否達到設計要求。

那什麽是射頻探（tàn）頭？

射頻（RF）探頭是一種簡（jiǎn）單的電路，它允許電壓表指示射頻電路（lù）不同部分上射頻信號的相對振幅。通常情（qíng）況下（xià），示波器會有專用的射（shè）頻探頭（tóu），以防止設備本身的幹擾，如圖1就是幾款射（shè）頻探頭。

圖1

為了有效（xiào）地（dì）使（shǐ）用這些射（shè）頻探針，並很好的理（lǐ）解從（cóng）不同類型探頭（tóu）那裏得到的結果，我們（men）就從近場的測量出發，來探討一下射（shè）頻探頭的類型吧！

近場（chǎng）探頭分（fèn）為兩種（zhǒng）基本類型，分別是電場探頭和磁場探針，讓（ràng）我們看看他們分別（bié）有什麽區別？

圖2

電（diàn）場（chǎng）探頭如圖2所（suǒ）示，主要是響應電場，電（diàn）場由電路中變化的電壓產生，它們通常看起來像一根（gēn）短天（tiān）線，有時像一根魔杖末端的小球，他們對探針如何朝向被測設備的方向有關。

圖（tú）3

磁場探頭如圖3所（suǒ）示，主要響應磁場，磁場是由電路中電流的變化產生，從而導致電壓的變化，它們經常看起來像一個循環，被屏（píng）蔽以最大限度地減少e場拾取，因此對e場敏感，所以它們主要隻對磁場作出反應。這些電子場探頭真（zhēn）正重要（yào）的是場的變（biàn）化，它們對這些（xiē）場的方向很敏感，在測（cè）試中，它們隻響應與回路在同一平麵上的電流，因此（cǐ）如果回（huí）路是平坦（tǎn）的，那麽（me）在這個平麵上流動的任何電流都會（huì）很好，但如果在電路中將磁環進行旋轉，就（jiù）會有電流流過（guò），可以響應沿著垂直（zhí）磁環方向流動的回路電流的平麵，這就非常方便地（dì）幫助我們（men）識別可能會輻射磁場的特（tè）定電路軌跡。

值得關注的是，無論使用哪種類型的探頭，它們（men）通常被設計為接收輻射能量或場，所（suǒ）以它們的設計不需要連（lián）接到您的電路，因此它們的外部通常會被裹上某種（zhǒng）絕緣體，這樣如（rú）果不小心碰到電路板，就不會因為相互接（jiē）觸而發生短路。

圖4

如圖（tú）4所示，就像我們所說的那樣，示波器上變化的波形，就是電場探頭對（duì）板上電壓變（biàn）化的響應。

圖5

如圖5所示圖中，大家（jiā）很可能會在圖5中看到振蕩器（qì），因為（wéi）在探頭遊（yóu）走的芯片附近接收到了一（yī）個48兆赫的諧波，它們主要在（zài）邏輯（jí）電（diàn）路周圍（wéi）非常有用，其中得（dé）到的（de）波形的互連不是很好（hǎo），長時間觀察，我們就會發現電（diàn）壓的波動很大，而電流卻沒有多大的波動。

所以如果我們有（yǒu）不斷變化的電流流過時，就會（huì）產生磁場，這（zhè）個時候，我們就不會用電場（chǎng）探頭去探測（cè）電路輻射，因為通常電源中的電壓波動不大，但在電（diàn）源（yuán）走線上流（liú）動的電流量可能會（huì）有相當大的差異，這時候磁場探（tàn）針就會更合適去探測。

圖6

除此之外（wài），如圖6所示，大家應該還注意（yì）到（dào），當我在板子上某一個固定的點進行探測時，我們看（kàn）到的是響應沒有改變，如果在這（zhè）個固定的點上旋轉探頭，響應基本上也是相（xiàng）同的，這就是磁場探頭的特征。

圖7

現在使用電場探（tàn）頭，如圖7所（suǒ）示，我們正在尋找當前有響（xiǎng）應的磁場，通常我（wǒ）們都會發（fā）現，隨著頻率的上升，電路（lù）板中涉及的阻抗在下降，這可能是因為有控製阻抗走（zǒu）線（xiàn）之類的東西吧！通常這也意味著所涉及的電流有點高，所以這種情況下，電場探頭通常更有效，並（bìng）且可以定位更高的頻率發射，大家肯定還注意到，在用電場探頭進行探測的時候，一直（zhí）保持著（zhe）電場探頭的回路平麵平行於電路板，以便任何電流和電路（lù）板都將有效（xiào）地耦（ǒu）合到這個（gè）探針中。

圖8

在圖8中，我們將電場探頭的平（píng）麵平行於電流，在示波器的顯示屏上，我（wǒ）們可以很容（róng）易地看到那條跡線上的寬帶發射，但如果將這（zhè）個探頭旋轉90度，就會看到剛才那個信號（hào）*消失了。在同一（yī）個點上，但隻需（xū）將探頭旋轉90度，就可以對該電流（liú）產（chǎn）生很大的（de）敏感性或使其*消失（shī）。

當你去尋找電路板上（shàng）的一個（gè）冒犯性的輻射時，這可能真（zhēn）的很方便，例如你經常做的是拿電場探頭並與板平行並四處掃描尋找板的（de）區域，一旦（dàn）你發現（xiàn）那（nà）令人反感的輻射，那麽你就可（kě）以垂直電場探頭，以便將探頭平（píng）麵對（duì）準電路板的特定軌跡，以查看哪（nǎ）些（xiē）軌跡可能帶有輻射。如果你排查的是一個非常密集（jí）的板，不（bú）能把它縮小到一個特（tè）定的（de）軌跡，那麽你就可以切換到較小直徑的電場探頭，這（zhè）便（biàn）會降低敏感度，但卻可以讓你很容易區分兩條靠得很近（jìn）的（de）軌跡，從而得到具體是（shì）哪一條軌跡帶有輻射，造成違（wéi）規排放的的。

需要注意的是：通常在EMI一致性測量中，使用近場探頭進（jìn）行（háng）的（de）測量和使用天線或所謂遠場進行的測量結果可能匹配也可能不匹配，原因是遠場測試能給出頻率信息，即哪些頻點超標了，但是沒有位置信息。為了通過測試，需要從源頭上來采取措施，所以需要應用近場測量來尋找幹擾源（yuán），近場分析的初衷是要得到一個理想的磁場分布。