電場（chǎng）探頭和磁（cí）場探頭的區別是什麽

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

那什麽（me）是射頻探頭？

射（shè）頻（RF）探頭是一種簡單的電（diàn）路，它允許電壓表指示射頻電路不同部分上（shàng）射頻信（xìn）號的相對（duì）振幅。通常情況下，示波器會有專用的射頻探頭，以防止設（shè）備本身的幹擾（rǎo），如圖1就是幾款射頻探頭。

圖（tú）1

為了有效（xiào）地使用這（zhè）些射頻探針，並很好的理解從不同類型（xíng）探頭那裏（lǐ）得到的結果，我們就從近場的測量出發，來探（tàn）討一下射（shè）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，讓我們看看他（tā）們分別有什麽區別？

圖2

電場探頭如（rú）圖2所示，主要是響應電場，電場（chǎng）由電路中變化的電壓產生，它們通常看起（qǐ）來像一根短天線，有時像一根魔杖末端的小球，他們對探針如何朝向（xiàng）被測設備的方向有關。

圖3

磁場探頭如圖3所示，主（zhǔ）要響應磁場，磁（cí）場是（shì）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，被屏蔽以最大限度地減少e場拾取，因此對e場敏感，所（suǒ）以它們主要隻對磁場作（zuò）出（chū）反應。這（zhè）些電子場探頭真正重（chóng）要的是場的（de）變化（huà），它們對這些場的方向很敏感，在測試中，它們隻響應與回路在同一平麵上的電流，因此如果回路是平坦的，那麽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，就會有電流流過（guò），可以響應沿著垂直磁環方向流動的回路電流的平麵，這就非常方便地（dì）幫助我們識別可能會輻射磁場的特定電路軌跡。

值得關注的是，無論使用（yòng）哪種類型的探頭，它們通常被設計為接（jiē）收輻射能量或場，所以它們（men）的設計不（bú）需要連接到您的（de）電路，因此它們的外部通常會被裹（guǒ）上某種絕（jué）緣（yuán）體，這樣如果不小心碰到電路板，就不會因（yīn）為相互接（jiē）觸而發生短路（lù）。

圖4

如圖（tú）4所示（shì），就像（xiàng）我們所說（shuō）的那樣，示波器（qì）上變化的波形，就是電場探頭對板上電壓變化的響應。

圖5

如圖5所（suǒ）示圖中，大家很可能會在圖5中看到振蕩器，因為在探頭（tóu）遊走的芯片附近接收到了一個48兆赫的諧波，它們（men）主要在邏輯（jí）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，我們就會發現電壓（yā）的波動很大，而電流卻沒（méi）有多大的波動。

所以如果我們有不斷變（biàn）化的電流流過時（shí），就會（huì）產生磁場，這個時候，我們（men）就不會用電場探頭（tóu）去探（tàn）測電路輻射，因（yīn）為通常電源中的電壓波動不大，但在（zài）電源走線上流動的電流量可能會（huì）有相當大的差異，這（zhè）時候磁場探針就會更合適去探（tàn）測。

圖6

除此之外（wài），如圖6所示，大家應該還注（zhù）意到，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（xiǎng）應沒有改（gǎi）變，如果在這個固定的點上旋（xuán）轉探頭，響（xiǎng）應基本上也是相同的，這就是磁場探頭的特征。

圖7

現在使用電場探頭，如圖7所示，我們正在尋找當前有（yǒu）響（xiǎng）應的磁場，通常我們都會發現，隨著頻率（lǜ）的上升，電路板中涉及（jí）的阻抗在下降，這可（kě）能是（shì）因（yīn）為有控製阻抗（kàng）走線之類的東西吧！通常這也意味著所涉及的電流有點高，所以這種情況下，電（diàn）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（yì）到，在（zài）用電場探頭進行探測的時候，一直保持著電場探頭的回路平（píng）麵平行於電路板，以便任何電流和電路板都將有效地耦（ǒu）合到這個（gè）探針中。

圖8

在圖8中，我（wǒ）們將電場探頭的平麵平行於電流，在示波器的顯示屏（píng）上，我們可以很容易地看到那條跡線上的寬帶發射，但如果將這個探（tàn）頭旋轉90度，就會看到剛才那個信（xìn）號*消失了。在同一個點上，但隻需將探頭旋轉90度，就可以對（duì）該電流產生很大的敏感性（xìng）或使其*消失。

當你去尋找電路板上（shàng）的一個冒犯性（xìng）的輻射時，這可能真的很方（fāng）便，例如你經（jīng）常做的是（shì）拿電場探（tàn）頭並與板平行並四處掃描尋找板的區域，一旦你發現那令人反感的輻射，那麽你就可以垂直電場探頭，以便將探頭平麵對（duì）準（zhǔn）電路板的特定軌跡，以查看哪些軌跡可能帶（dài）有輻射。如果你排查的是一個非常密集的板，不能把它縮小到一個特定的軌跡，那麽你就可以切換（huàn）到較小直徑的電場探（tàn）頭，這便會降低敏感度，但（dàn）卻可以讓你很容易（yì）區分兩條靠（kào）得很近的軌跡，從而得到具體是哪一（yī）條軌跡帶有輻射，造成違規排放（fàng）的的。

需（xū）要注意的是：通常在EMI一致性測量中，使用近（jìn）場探頭進行的測量和使用天線或所謂遠場（chǎng）進行的測（cè）量結果（guǒ）可能匹配也可能（néng）不匹配，原因是遠場測試能給出頻率信息，即哪些頻點超標（biāo）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（suǒ）以需要應用近場測量來（lái）尋找幹擾源，近場分析的初衷是要得到一個理想的磁場（chǎng）分布。