2.6、从显示的频谱中去除环境信号

进行EMI测试的根本目的是辨识出被测设备的辐射信号，去除其他无关信号，因为一旦所有被测信号能被辨识出来，再执行准峰值或平均值测量，即可确保所有被测设备辐射信号能通过规范规定的限制。如果信号分析仪没有上述的信号列表功能，也可以使用先进分析（Advanced Analysis）功能来去除显示的环境信号。

下述方法取决于现代信号分析仪的功能，必须具有足够的数据点以保证宽带扫描的频谱分辨率。数据点越多，信号未被采集的可能性越小，显示的幅度比期望值更低。

消除显示的环境信号的原理相当简单。一条迹线中包含了环境信号和被测设备信号，另一条迹线中仅包含了环境信号，两条迹线做减法，即可得到仅有被测设备信号的信号迹线。

尽管原理很简单，但真正实现过程还是比较复杂的。最终目的是获得一组可疑的被测信号，再进行准峰值检波或者平均值检波的重新测量。

成功的关键是分而治之。图4中的迹线显示出很多的被测信号和环境信号之间间隔非常近。频谱仪的频率精度决定了在屏幕上能显示间隔多近的一组信号。如果频率精度很低，那能分辨出的信号需要间隔比较大。而如果频率精度相当好，则可以分辨出间隔非常近的信号。另外，扫描宽度越大，信号看起来越接近。

下面简要总结了从频谱显示中消除环境信号的过程：

1．在转台上搭建好被测设备并按照规范设置好天线。
2．连接信号分析仪和天线，加载校正因子，选择规范要求的限制线，保证噪底和限制线之间的灵敏度足够，通常至少有6 dB。否则，需要增加一个低噪声放大器提高灵敏度。
3．打开被测设备电源并观察频谱显示。调整截止频率来减小扫宽，直到频谱显示大约25或30个信号。注意，此时的频谱包括了环境信号和被测设备信号。增加迹线平均数以减小噪声。保存该频谱为迹线1。
4．关闭被测设备电源并保存该频谱为迹线2。
5．使用迹线加减功能，本例中即计算功率差，用迹线1减去迹线2得到迹线3。迹线3上的信号包括了被测设备信号以及出现在保存迹线1和迹线2期间的任何信号。
6．将迹线3上的信号的幅度和对应频率一一记录下来，用于进一步分析。
7．转台旋转90度，再次重复步骤3至6。把所有测量结果保存在一个大表中。
8．检查保存的测量结果，如果信号幅度高于限制线，放大该信号，并进行一次“measure at marker”测量。保证其准峰值测量结果低于限制线。

2.6.1、消除环境信号的具体步骤

消除环境信号的过程采用一台现代中档信号分析仪，在经济型中档信号分析仪上也可以实现。

下面显示的是，10米法双锥形天线满足规范EN55022的测量限制线。连续减小截止频率到只显示大约20个信号，其中包括被测设备信号。

2.6.1.1、同时显示环境信号和被测信号的频谱

图4（迹线1）显示的频谱既有环境信号又有被测设备发出的信号。采用迹线平均以使得显示迹线平滑化。本例中采用了100次迹线平均来降低噪底，并稳定环境信号。这是已经消除了环境信号，仅留下被测设备信号的迹线。

注意周围环境随着信号衰落不断变化。信号幅度可能随时间改变。当该迹线被存储后，如果环境信号幅度减小或者完全消失，那么这一环境信号可能显示为一个被测设备信号。

图4、被测设备信号加上环境信号

图5（迹线2，蓝色）显示的是当被测设备电源关闭时的环境信号。也是100次迹线平均以减小噪声和断续性信号。用迹线1减去迹线2。如果一个环境信号出现在迹线2上但没有出现在迹线1上，结果会出现一个负值的尖峰。这个负值尖峰是由于减法导致的。

图5、环境信号

从迹线1中减去迹线2，采用的是信号分析仪具有的计算功率差的功能。功率差功能使用运算符Operands。定义迹线1为Operand 1，迹线2为Operand 2。迹线1减去迹线2，得到迹线3，是两者的差。这时，迹线1处于静止（View）模式，迹线2也处于静止模式，而迹线3处于激活（clear write）模式。

图6、被测设备信号和环境信号迹线减去环境信号迹线 

大多数环境信号可以被消除，剩余的环境信号幅度值非常低，这些残余信号产生于频率的改变，即它们对应在迹线1上的频点和在迹线2上的频点发生了变化。 

一条迹线分成5000点的话，每个点代表54 kHz的频带宽度。点数对于消除环境信号非常重要。如果选择的点数过少，被测设备信号与环境信号间隔过近时，可能被当作环境信号删除。另一方面，如果选择的点数过多，一旦环境信号的频率微小改变，可能对应两条迹线上的点就不同了，这样两条迹线相减时该环境信号点就不能被消除。这种情况通常发生在调频站（FM Stations）。如果仔细观察迹线3，会发现有些信号显示出幅度值变低很多。这些信号点就是在迹线1和迹线2上对应的频率有变化。而在迹线1上采集到的被测设备信号的幅值几乎没有变化或者仅有很小的变化。

图7、关闭迹线1和迹线2后的显示

关闭迹线1和迹线2后，更容易看清楚余留的信号。被测设备信号很容易被识别。所有其他信号都低于限制线或裕量线。

图7中的迹线，在某些情况下，会显示超过屏幕底部。这是由于计算出的功率差是负值，超过了测量显示范围。下一步是保存结果，进行准峰值或平均值的最终测量。

图8、显示线和被测信号迹线

显示线用于采集被测设备信号。高于显示线的信号记录在峰值列表里以进行下一步分析。通常显示线位于限制线或裕量线处。注意，不是迹线上所有的信号都来自于被测设备，它也有可能是迹线1或迹线2未能同时采集到的信号。

图9、被测设备信号的峰值列表

识别出需要进行下一步分析的信号，记录在列表里并保存为.csv文件。调回文件，使用规定的检波器测量这些信号点的幅度和频率，记录结果列表并保存，可用于以后再次测量。如果存在不满足规范的信号，需要对被测设备重新设计和重新评估。