Skanery pola bliskiego w czasie rzeczywistym - zastosowanie w edukacji

Kanadyjska Firma EMSCAN oferuje rodzinę skanerów EMxpert (fot.1) i RFxpert mogących wykonywać pomiary promieniowania pola bliskiego w czasie rzeczywistym. Skanery te można wykorzystywać w nauce kompatybilności EMC, w inżynierii mikrofalowej, przy projektowaniu układów elektronicznych (np. płytek PCB) a także do zobrazowania parametrów anten oraz jako pomoc w ich projektowaniu. Skanery są doskonałym narzędziem zobrazowania efektów związanych z rozkładem pola elektromagnetycznego występujących we współczesnej technice.

Posłuchaj
00:00

Skanery pola bliskiego zbudowane są z macierzy małych sond pola magnetycznego, dzięki którym można zobrazować rozkład promieniowania pola EM. Ważną ceną skanerów produkcji EMSCAN jest pomiar w czasie rzeczywistym, co jest ewenementem na polskim rynku. Cecha ta znakomicie poprawia prezentacje mierzonych efektów przeznaczone dla studentów i wzbudza ich zainteresowanie. Czas pełnego skanu obiektu na jednej częstotliwości jest rzędu kilku sekund lub nawet ułamka sekundy.

EMxpert - skaner do pomiarów EMC i EMI

Fot. 1. Skaner EMxpert

EMxpert zbudowany jest z matrycy zawierającej 1218 sensorów pola magnetycznego. Służy głównie do badań rozkładu i mocy promieniowania EM co pozwala na wykorzystanie skanera w badaniach EMC, EMI, a nawet do pomiaru rozkładu pola bliskiego emitowanego z anten. Dzięki swoim rozmiarom możliwe jest badanie płytki PCB nawet o rozmiarach 31,6×21,8 cm z efektywną rozdzielczością 3,75 mm (dostępna jest także rozdzielczość 0,12 mm).

Skaner mierzy promieniowanie z całej powierzchni płytki lub zaznaczonych przez operatora obszarów. We współpracy z analizatorem widma możliwy jest pomiar intensywności promieniowania całego badanego obiektu. Należy zaznaczyć, że nie ma konieczności ekranowania układu pomiarowego, co znacznie ogranicza koszty i przyśpiesza pomiar.

Otrzymuje się wykres wielkości promieniowania w funkcji częstotliwości z zaznaczonego obszaru - całej płytki PCB lub jej części (rys. 2). Można dodatkowo zmierzyć rozkład przestrzenny promieniowania na dowolnie wybranej częstotliwości, np. na częstotliwościach dominujących w widmie. Daje to możliwość diagnozy, który z elementów jest źródłem promieniowania o największej mocy. Wówczas ten element można wymienić lub skompensować układ elektroniczny (np. innymi elementami), aby obniżyć szkodliwe promieniowanie.

Rys. 2. Przykład kompensacji promieniowania

Odczyt zmian rozkładu promieniowania występuje w czasie rzeczywistym. Widać więc na bieżąco zmiany w intensywności promieniowania poszczególnych elementów. Skaner taki staje się idealnym narzędziem wizualizacji problemów z EMC. Studenci natychmiast mogą sprawdzić zmiany promieniowania w zależności od rozkładu elementów elektronicznych, a także wpływu kompensacji (np. dodanie kondensatora) na promieniowanie całego układu.

Dostępne jest również oprogramowanie, które przelicza intensywność promieniowania EM pola bliskiego na pole dalekie w odległości 3 i 9 m co umożliwia wstępne sprawdzenie, czy wielkość promieniowania mieści się w normach, a wszystko to można wykonać na stole laboratoryjnym. Badanie powyższe zastępuje pomiary w komorze bezechowej lub typu G-TEM.

Dodatkową możliwością EMxperta jest badanie odporności. Porównując promieniowanie przy zaburzeniu (promieniowanym lub przewodzonym) i bez zaburzenia można obserwować, które elementy układu są wrażliwe na czynniki zewnętrzne.

Skanery do badań EMC i EMI dostępne są w zakresie częstotliwości od 150 kHz do 8 GHz.

RFxpert

Rys. 3. RFxpert - rozkład promieniowania anteny

Pomiary pola bliskiego można także wykorzystać do badania charakterystyk anten. Dzięki pomiarom rozkładu amplitudy promieniowania, fazy oraz polaryzacji możliwe jest obliczenie rozkładu pola w polu dalekim. Pomiar taki jest równorzędny z pomiarem charakterystyki źródeł w polu dalekim. Wyniki obliczeń parametrów na postawie pomiarów pola bliskiego określają wartości charakterystyki anten z dokładnością do ±1,5 dB (rys. 3).

System RFxpert idealnie zastępuje duże i drogie układy pomiarowe anten mierzące bezpośrednio pole dalekie. Nie trzeba mieć pełnego kilkumetrowego pola pomiarowego odizolowanego od smogu elektromagnetycznego, który nas otacza. Pomiary wykonuje się w zasadzie na stole kładąc bezpośrednio antenę na skanerze.

RFxpert zawiera wbudowany odbiornik co sprawia, że jest on urządzeniem samodzielnym. Może także współpracować z analizatorem sieci, co umożliwia automatyzację pomiarów w pełnym paśmie częstotliwości. Trzeba jednak pamiętać, że pomiar na jednej częstotliwości trwa około sekundy, przez co pełny pomiar charakterystyk anteny w całym paśmie trwa tylko około minuty.

Oprogramowanie skanera automatycznie oblicza efektywność i wzmocnienie anteny. Prezentuje wyniki w różnych konfiguracjach i układach współrzędnych. RFxpert ma wbudowane funkcje, które umożliwiają bezpośredni pomiar anten telekomunikacyjnych GSM, CDMA, WCDMA, Wi-FI, WiMAX, LTE, Bluetooth, RFID, GPS oraz zwykłych emiterów.

Zakres pomiarowy RFxperta zawiera się w zakresie 300 MHz-6 GHz.

Podsumowanie

Skanery pola bliskiego firmy EMSCAN to doskonałe narzędzie pomiarowe i dydaktyczne umożliwiające wykładowcom łatwe i praktyczne zobrazowanie przedstawionych zagadnień z EMC, EMI, inżynierii mikrofalowej, a także do nauki projektowania układów elektronicznych oraz anten. Małe rozmiary oraz mobilność skanerów czynią z nich doskonałe narzędzie wspomagające edukację.

Warto podkreślić, że opisywane skanery nie mają ruchomych części, co bardzo znacząco wpływa na ich żywotność. Możliwość otrzymania wyników w czasie rzeczywistym sprawiają, że czas wykładu jest wykorzystany efektywnie, a sama nauka bardziej przyjemna. Dzięki temu zajęcia staną się bardziej efektywne i ciekawsze (prezentacja wyników jest w kolorze). EMxpert jest także świetnym narzędziem przy nauce projektowania układów elektronicznych. Skanery nie tylko służą do prezentacji wyników jakościowo, ale także ilościowo.

UEI Urządzenia Elektroniczne Import
www.uei.com.pl

Powiązane treści
Bezdotykowa liczarka komponentów X-Ray
Sprzęt i urządzenia dla szkół i uczelni technicznych coraz bardziej atrakcyjnym obszarem dla dystrybucji
Zobacz więcej w kategorii: Prezentacje firmowe
Mikrokontrolery i IoT
Bogactwo interfejsów komunikacyjnych PCIe
Elektromechanika
ept connectors - złącza do wymagających aplikacji
Elektromechanika
QS – złącza wysokoprądowe niskonapięciowe
Elektromechanika
Obudowy gwarantujące bezpieczeństwo i niezawodność
Komponenty
Profesjonalne obudowy EMKO Case – idealne rozwiązanie dla przemysłu i IPC
Komponenty
Kontroler DSC dsPIC o wydajności sterowania w czasie rzeczywistym
Zobacz więcej z tagiem: Artykuły
Targi zagraniczne
Międzynarodowa wystawa i warsztaty na temat kompatybilności elektromagnetycznej EMV 2025
Statyczne
Logowanie
Targi krajowe
Warsaw Industry Week 2025 - 9. edycja
Zapytania ofertowe
Unikalny branżowy system komunikacji B2B Znajdź produkty i usługi, których potrzebujesz Katalog ponad 7000 firm i 60 tys. produktów