電場探頭和磁場探頭的區別是什麽

在測量EMC的時候，示波器（qì）的射頻探頭可以幫助我們定位正在開發的電路板或產品的輻（fú）射是否（fǒu）達到設計要求。

那什麽是射頻探頭？

射頻（RF）探頭是一種簡單的電路（lù），它允（yǔn）許電壓表指示（shì）射頻電路不同部分（fèn）上射頻（pín）信號的相對振（zhèn）幅。通常情況下，示波器會有專用的射頻探頭，以防止設備本身的幹擾，如圖1就（jiù）是幾款射（shè）頻探頭。

圖1

為了有效（xiào）地使用這些射頻探針，並很（hěn）好（hǎo）的理解從不同類型探頭那裏得（dé）到的結果，我們就從近場（chǎng）的測量出發（fā），來探討一下射頻探頭的類型吧！

近場探頭分為兩種基本類型，分別是電場探頭和磁場探針，讓我們看看（kàn）他們分別有（yǒu）什麽區別？

圖2

電場探頭如圖2所示，主要是響應電場，電場（chǎng）由電路（lù）中變化（huà）的電壓產生（shēng），它們通常看起來像一根（gēn）短（duǎn）天線，有時像一根魔杖末（mò）端的小（xiǎo）球，他（tā）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所示，主要響應磁場，磁場是由電路中電流的變化（huà）產生，從而導致（zhì）電壓的變化，它們經常看起來像一個循（xún）環，被屏蔽以最（zuì）大限（xiàn）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（zhè）些電（diàn）子場探頭真正重要的是場的變化，它（tā）們（men）對這些場的方向很（hěn）敏感，在測試中，它們隻響應與回路在同一平麵上的（de）電流，因此如果回路是平坦的，那麽在這個（gè）平麵上流動的任何電流都會很好，但如果在電路中將磁環進行旋轉（zhuǎn），就會有電流流過，可以響應沿著垂直磁環方向流動的回路（lù）電流的（de）平麵，這就非常方便（biàn）地幫助我們識別可能會輻射磁場的特定電路軌跡（jì）。

值得關注的是，無論使用哪種類型的探頭，它們通常被設計為接收輻射能量（liàng）或場，所以它們的設計（jì）不（bú）需要連接到您（nín）的（de）電（diàn）路，因（yīn）此它們的外部通常會被裹（guǒ）上某種絕緣體，這樣如果不小心碰到電（diàn）路板，就不會因為相互接觸而發生短路。

圖4

如圖4所示，就像我們所（suǒ）說的那樣，示波器上變化的波形，就是電場（chǎng）探頭對板上電壓（yā）變化的響應。

圖5

如圖（tú）5所示圖中，大家很（hěn）可能會在圖5中看到振蕩器，因為在探頭遊走的芯片（piàn）附近接收到了一個48兆赫（hè）的諧波，它們（men）主要在邏輯電路（lù）周圍非常有用，其中得到的波形的互連不是很好，長時間觀察，我們就會（huì）發現電（diàn）壓的波動很大，而電流卻沒有多大的波動。

所以如果我們有不斷變（biàn）化的電流流過時，就會產生磁場，這個時候，我們就不會用電場探（tàn）頭（tóu）去探測電路輻射，因為通常（cháng）電源中的電壓波動不大，但在電源走線上流動的電流量可能會有相當大的（de）差異（yì），這時候磁場探針就（jiù）會更合適去探測。

圖6

除此之外，如圖6所示，大家應該（gāi）還（hái）注意到，當我在板子上某（mǒu）一個固定的點（diǎn）進行探測時（shí），我們看到的是（shì）響應（yīng）沒有改變，如果（guǒ）在這個固定的點上旋轉探頭，響應基本上也（yě）是相同的，這就是磁場探頭的特（tè）征。

圖7

現在使用電（diàn）場探頭，如（rú）圖7所示，我們正在尋找（zhǎo）當前有響應的磁場，通常我們都會發現，隨（suí）著頻率的上升，電路板中涉及的（de）阻（zǔ）抗在下降，這（zhè）可能是（shì）因為有控製阻抗走線之類的東西吧！通常這也意味著所涉（shè）及的電（diàn）流有點高，所以這種情（qíng）況下，電場探頭通常更有效，並且（qiě）可以定位（wèi）更高的頻率發射，大家肯定還（hái）注意到（dào），在用電（diàn）場探頭進行探測的時候，一（yī）直保持著電場探頭的回路平麵平行於電路板，以便任何電（diàn）流和電（diàn）路板都將有（yǒu）效地（dì）耦合到這個（gè）探針中。

圖8

在圖8中，我們將電場探頭的平麵平行於電（diàn）流（liú），在示波器的顯示屏上，我們可以很容易地（dì）看到那條跡線上的寬帶發射，但如果將（jiāng）這個探頭旋轉90度，就會看到剛才那個信號（hào）*消（xiāo）失了。在同一個點上，但隻需將（jiāng）探頭旋轉90度，就（jiù）可以對該電流產生很大的敏感性或使其*消失。

當你去尋找電路板上的（de）一個冒犯性的輻射時，這可能真的很方便，例如你經常做的是拿電場（chǎng）探頭並（bìng）與板平行並四處掃描尋找板的區域，一旦你發現（xiàn）那令人反感的輻射，那麽你就（jiù）可以垂直電場探頭，以便將探頭平（píng）麵對（duì）準電路板的特定軌跡，以查看哪些軌跡可能帶有輻射。如果你排查（chá）的是一個非常密集的板，不能把它縮小到一個特定（dìng）的軌跡，那（nà）麽你就可以切換（huàn）到較小直徑的電場探頭，這便會降低敏感度，但卻可以讓（ràng）你（nǐ）很容易區分兩（liǎng）條（tiáo）靠（kào）得很近的軌跡，從而得到具體（tǐ）是哪一條軌跡帶有輻射，造成違規排放（fàng）的的。

需要注意的是：通常在（zài）EMI一致性測量（liàng）中，使用近場探（tàn）頭（tóu）進行的測量和使用（yòng）天線或所謂遠場進行的測量（liàng）結果可能匹配也可（kě）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（méi）有位置信息。為了通過測試，需要（yào）從源頭（tóu）上來采取措（cuò）施，所以需要應用近場測量來尋找幹擾源，近場分析的（de）初衷是要得到一個理想的磁場分布。