電場探頭和磁場探頭的區別是什么

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路板或產品的輻射是否達到設計要求。

那什么是射頻探頭？

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

圖1

為了有效地使用這些射頻探針，并很好的理解從不同類型探頭那里得到的結果，我們就從近場的測量出發，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，讓我們看看他們分別有什么區別？

圖2

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

圖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，所以它們主要只對磁場作出反應。這些電子場探頭真正重要的是場的變化，它們對這些場的方向很敏感，在測試中，它們只響應與回路在同一平面上的電流，因此如果回路是平坦的，那么在這個平面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，就會有電流流過，可以響應沿著垂直磁環方向流動的回路電流的平面，這就非常方便地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，無論使用哪種類型的探頭，它們通常被設計為接收輻射能量或場，所以它們的設計不需要連接到您的電路，因此它們的外部通常會被裹上某種絕緣體，這樣如果不小心碰到電路板，就不會因為相互接觸而發生短路。

圖4

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

圖5

如圖5所示圖中，大家很可能會在圖5中看到振蕩器，因為在探頭游走的芯片附近接收到了一個48兆赫的諧波，它們主要在邏輯電路周圍非常有用，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頭去探測電路輻射，因為通常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差異，這時候磁場探針就會更合適去探測。

圖6

除此之外，如圖6所示，大家應該還注意到，當我在板子上某一個固定的點進行探測時，我們看到的是響應沒有改變，如果在這個固定的點上旋轉探頭，響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響應的磁場，通常我們都會發現，隨著頻率的上升，電路板中涉及的阻抗在下降，這可能是因為有控制阻抗走線之類的東西吧！通常這也意味著所涉及的電流有點高，所以這種情況下，電場探頭通常更有效，并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，一直保持著電場探頭的回路平面平行于電路板，以便任何電流和電路板都將有效地耦合到這個探針中。

圖8

在圖8中，我們將電場探頭的平面平行于電流，在示波器的顯示屏上，我們可以很容易地看到那條跡線上的寬帶發射，但如果將這個探頭旋轉90度，就會看到剛才那個信號*消失了。在同一個點上，但只需將探頭旋轉90度，就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探頭并與板平行并四處掃描尋找板的區域，一旦你發現那令人反感的輻射，那么你就可以垂直電場探頭，以便將探頭平面對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，那么你就可以切換到較小直徑的電場探頭，這便會降低敏感度，但卻可以讓你很容易區分兩條靠得很近的軌跡，從而得到具體是哪一條軌跡帶有輻射，造成違規排放的的。

需要注意的是：通常在EMI一致性測量中，使用近場探頭進行的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干擾源，近場分析的初衷是要得到一個理想的磁場分布。