無論是研發階段的電磁相容(EMC)認證測試，還是預認證測試，其終極目標都是為了順利通過EMC認證測試，以便獲得產品許可證書。為此，許多研發部門在產品設計初期便將EMC特性測試納入產品優化程序，並藉此最大限度地避免不經濟的產品開發流程的重複，以加速產品成功上市。
眾所皆知，要進行依照法規的EMC特性測試，通常須借助專業的EMC測試實驗室，除非自備完整的EMC測試環境。從投資收益週期方面考慮，許多中小企業都會迴避建構相對完整的EMC測試環境，這種一次性大金額的投資。
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| 圖1 頻譜分析儀 |
經驗顯示，在產品研發階段，毋須認證級EMC測試，通常只須要進行診斷性EMC測試。這樣一台具備EMC測試選項的頻譜分析儀(圖1)便可勝任，研發部門可以藉此在自己的實驗室裡完成EMC特性測試。
輻射型/傳導型干擾測試
儘早發現產品中的每一個EMC薄弱點，是所有研發人員的夢想。如果能夠前瞻性地將EMC認證納入產品開發流程，其最後一個關口「產品認證」便只是履行法規程序。
研發人員通常會目標性地尋找在EMC測試環境中所檢測到的各種關鍵性的干擾訊號，這些干擾訊號基本上可分為輻射型與傳導型兩種；並藉由各種方法嘗試遮蔽，以改進效能。
找出EMC薄弱點
研發人員通常依照以下步驟進行EMC測試。首先，在相關的頻率範圍內，藉由EMI檢波器快速檢測峰值與均值。因此，頻譜分析儀必須能夠同時顯示多條軌跡，以便研發人員對產品的EMC薄弱點有全盤的了解。接著，對各個關鍵性的頻率點進行詳盡的分析。為此，需要至少1秒的測試時間，以便捕獲到非常低的脈衝型訊號。此外，建議使用QP或CISPR-AV檢波器，而所選用的測試儀器必須完全符合相關的民用或軍用法規的要求。
具體而言，測試用的頻譜分析儀須具備零頻距(Zero-span)設定或相對應的標識(Marker)，須提供完全符合相關法規要求的PK、QP、RMS、AV等EMI檢波器。
國際無線電干擾特別委員會(CISPR)規定了測試頻寬與檢波器類型，藉此，可利用CISPR 11及CISPR 25中的鄰界值分析所測得的干擾訊號頻譜。由於所規定的檢波器類型對應規定的測試頻寬與時間，所以在前述的預測試階段不適用。
確定干擾源
研發階段的EMC測試著重於確定干擾源，所以可藉由探棒或近場感應器進行定性量測。然而，如果須要依照法規所規定的最大允許干擾訊號對新產品的EMC特性進行判斷，還必須使用正確的測試環境和必要的耦合設備。在這樣的環境下，才能夠確保測試結果的精準性與可重複性，進而保證與相關法規所規定的鄰界值間的可比性。
此外，如果選用的測試儀器是頻譜分析儀，則必須特別注意其中所使用的濾波器。因為無論CISPR或MIL標準都嚴格規定適用的-6dB濾波器頻寬，但絕大部分頻譜分析儀內之多級結構濾波器的頻寬都是-3dB。
EMI鄰界值/轉換因子不可或缺
即使是EMC預認證測試，上述的EMC測試選項也須具備各種相關法規所規定的鄰界值的資料庫以供選用，並藉由界限檢查(Limit Check)顯示測試結果。
對於個別企業內部的EMC標準，其鄰界值應是可自定義的。此外，為確保測試結果的精準性與可重複性，轉換因子的編輯功能也必定不可少，諸如衰減器、脈衝限幅器、電纜、前置放大器、天線等等。
各種轉換因子可依照需要進行組合，量測的速度不會因此而受到影響。如果研發人員確認待測物只產生窄帶干擾，即不產生任何寬頻帶的脈衝干擾訊號，那麼頻譜分析儀便可用於EMC測試，即使頻譜分析儀顯示其射頻輸入端過載。此一過載指示與頻譜分析儀內部的衰減設置器相關聯。
量測脈衝干擾訊號
根據以往的經驗，如果產生脈衝干擾訊號，要特別注意所使用的測試儀器及相關的測試條件。脈衝干擾訊號有非常寬的頻譜，而頻譜分析儀的射頻輸入端也是寬頻的。
即使頻譜分析儀工作在某一特定的較窄的頻率跨度條件下，具有寬頻特性的脈衝干擾訊號的能量也足以使得頻譜分析儀的混頻器過載而無法正常工作，以致出現量測數值偏低的現象，而誤導研發人員對於新產品之整體EMC特性的判斷，進而造成影響新產品如期上市等原可避免的負面結果。
為正確測試脈衝干擾訊號的大小，時域上的高解析度比不可少。也就是說，頻譜分析儀要能夠捕捉所有訊號，即無時間盲區，在技術上稱為持續模式。
藉由持續模式，頻譜分析儀可將大量譜線無縫隙重疊顯示於單一頻譜圖中。在這樣的頻譜圖中，某一色彩表示訊號出現的機率。例如，持續出現的訊號用紅色表示，而藍色則表示不經常出現的訊號。
在所定義的持續時間內，如果某一訊號不再出現，頻譜圖也將不再顯示該訊號。持續模式為訊號描繪出一幅譜線統計圖。研發人員可以透過一目了然的譜線統計圖輕鬆地辨識干擾訊號並加以分析，諸如快速跳頻、短暫的幅度跳變等等資料。
圖2顯示對於一個尚未調整的雨刷馬達的典型量測結果，即脈衝譜線統計圖。傳統的頻譜分析方法無法呈現這種畫面。藉由譜線統計圖，研發人員可以用最短的時間，透過使用標識及放大縮小等功能，對此一畫面進行解讀並分析，直至最終排除干擾訊號。
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| 圖2 未調整之雨刷馬達典型量測結果 |
(本文作者為羅德史瓦茲產品經理)