Sélection d'une sonde de champ proche

Les bases d'une sonde de champ proche

Champ éloigné vs. champ proche

Le champ proche est la région du champ EM qui est proche de la source de rayonnement ‒ on considérera quelques centimètres du DUT. Le champ éloigné, bien évidement, est la région qui est plus loin. La grosse différence entre les deux est la magnitude des champs électrique (E) et magnétique (H). Les ondes EM possèdent à la fois des composantes E et H, qui sont perpendiculaire l'une à l'autre. Dans le champ proche, le champ E ou le champ H est plus puissant que l'autre, en fonction des caractéristiques de la source d'émission. Mais dans le champ éloigné, les deux composantes ont quasiment la même magnitude.

Tous les signaux qui peuvent être détectés dans le champ éloigné peuvent également être détectés dans le champ proche. L'inverse, cependant, n'est pas nécessairement vrai.

Les sondes de champ proche pour les applications CEM

Le test de conformité EMI est important afin de s'assurer que les émissions de votre DUT ne dépassent pas une limite spécifiée, comme une norme CEM. C'est comme une vérification pour votre appareil qui vous laisse voir si il émet plus de rayonnement qu'il devrait. Les sondes de champ proche jouent un rôle crucial dans ce processus en permettant d'identifier les sources d'émissions non conformes provenant de l'appareil. En détectant les problèmes EMI de manière précoce, ces sondes permettent des corrections avant le test de conformité formel, ce qui peut faire économiser du temps et des ressources.

Types de sondes de champ proche

Avant que vous n'effectuiez une analyse de champ proche, vous devez savoir comment les champs E et H sont distribués. Cela peut être effectué avec les deux principaux types de sondes de champ proche : les sondes électriques (champ E) et les sondes magnétiques (champ H). Les sondes de champ électrique mesurent la composante du champ électrique d'une onde électromagnétique, tandis que les sondes de champ magnétique mesurent la composante magnétique du champ. Ces sondes sont également disponibles en kits pratiques, tels que les R&S®HZ-15 et R&S®HZ-17, qui incluent les deux types avec des conceptions et des tailles différentes.

Les sondes de champ E

Examinons de plus près les sondes de champ électrique. Ces sondes sont conçue pour la détection de tensions, plutôt que les courants, car elles sont conçues pour répondre au champ électrique. Pour une meilleure réponse, vous devrez maintenir la sonde perpendiculairement au courant. Mais ne vous inquiétez pas trop d'obtenir l'orientation exacte ‒ ce n'est pas critique pour la performance. Ce qui est important, cependant, c'est la taille de la sonde. Des sondes plus petites signifient une résolution spatiale plus élevée, ce qui permet de localiser plus facilement la source exacte des émissions. Par exemple, l'électrode étroite de la sonde RSE 10, inclue dans les kits de sonde R&S®HZ-15 et R&S®HZ-17, peut sélectionner un seul suivi de conducteur parmi un ensemble de pistes de 0,2 mm de largeur.

Sondes de champ H

Si vous travaillez avec des émissions haute fréquence, vous devrez prendre des sondes de champ H. Elles ressemblent à des petites boucles, et différentes tailles de boucle sont plus adaptées aux différents besoins. Ces sondes répondent au champ magnétique et détectent les changements de courant plutôt que de tension. Lorsque vous utilisez des sondes de champ H, vous devez faire attention à l'orientation de la boucle par rapport à la direction du flux de courant. Et bien que des boucles plus grandes ont une meilleure sensibilité, des boucles plus petites ont une meilleure résolution spatiale. Donc, vous pourriez débuter avec une boucle plus grande, puis basculer sur une plus petite pour une identification plus précise. Il s'agit de trouver l'équilibre parfait entre la sensibilité et la résolution !

Comment utiliser des sondes de champ proche

Utilisation des sondes de champ E

Lorsque vous utilisez une sonde de champ E, il est préférable de la maintenir perpendiculairement à la surface de ce que vous testez. Ainsi, vous pouvez obtenir des lectures les plus précises possible. Pour commencer, c'est une bonne idée d'utiliser une sonde plus grande afin d'obtenir une direction générale de l'endroit d'où les émissions proviennent. Une fois que vous avez compris cela, vous pouvez passer à une sonde plus petite pour obtenir une lecture plus précise de la source.

Utilisation des sondes de champ H

Les sondes de champ H sont des sondes à boucle, elles sont donc très difficiles à choisir. Pour une meilleure réponse, il est important de s'assurer que la boucle soit orientée dans la même direction que le flux de courant. Vous obtiendrez la réponse la plus puissante lorsque les lignes de champ magnétique passeront à travers la boucle. Inversement, la réponse sera la plus faible lorsque les lignes seront parallèles au plan de la boucle. Donc, si vous utilisez une sonde de champ H, continuez de jouer avec l'orientation jusqu'à ce que vous obteniez la réponse la plus puissante.

Ce que vous devez chercher dans une sonde de champ proche

La sélection de la bonne sonde de champ proche correspond à trouver la tenue parfaite ‒ cela dépend de l'occasion. Assurez-vous de choisir la sonde qui réponde le mieux à votre application.

• Avant toute chose, assurez-vous que la sonde ou l'ensemble de sondes soit compatible avec votre appareil de mesure, qu'il s'agisse d'un analyseur de spectre, d'un oscilloscope ou des deux.
• Déterminez si vous avez besoin de sondes de champ E et de champ H. Les sondes ne sont généralement pas vendues individuellement mais en kits. Assurez-vous que le kit contienne bien le type de sonde dont vous avez besoin.
• Vérifiez la gamme de fréquence des signaux avec lesquels vous travaillez. Les spécifications de la sonde de champ proche indiquent des gammes de fréquence, et il est important de choisir les bonnes sondes pour la gamme de fréquence de votre signal. Si vous travaillez avec des signaux dans une large gamme de fréquences, vous devez sélectionner un kit avec plusieurs sondes, chacune optimisée pour une gamme de fréquence différente.
• Confirmez votre résolution spatiale souhaitée. C'est ce qui détermine le niveau de détail qui peut être capturé. Par exemple, des appareils complexes possèdent souvent plusieurs sources d'émissions à proximité les unes des autres. Ici, une résolution spatiale élevée est nécessaire pour isoler et mesurer correctement chaque source individuelle. En général, une résolution spatiale élevée est préférable, mais elle peut ne pas toujours être nécessaire. Si, par exemple, le test EMI porte sur le fait qu'un appareil émet un rayonnement excessif, et que la source spécifique n'est pas un problème, une sonde de résolution inférieure peut suffire
• La sensibilité de la sonde est un autre point important à considérer. Les signaux de niveaux faibles peuvent uniquement être détectés avec des sondes de sensibilité élevée.
• Enfin, vous devez considérer si vous avec besoin d'une sonde passive ou active. La plupart des sondes de champ proche sont passives. Cela signifie qu'elles ne nécessitent pas d'alimentation externe. Elles ont tendance à être plus robustes et moins coûteuses que les sondes actives. Cependant, les sondes actives fournissent une performance de bande passante plus élevée. Pour des oscilloscopes dotés de plus de 500 MHz de bande passante, une sonde active est plus appropriée. Vous pouvez découvrir une large gamme de sondes actives à large bande sur notre site.

Travail avec un rapport signal / bruit (SNR) faible

Maintenant que vous avez choisi la meilleure sonde de champ proche pour votre application, il est important de résoudre un problème que vous risquez de rencontrer lorsque vous l'utiliserez : un faible rapport signal / bruit (SNR). Par chance, ce problème peut facilement être résolu avec un préamplificateur.

Vous pouvez placer un préamplificateur entre une sonde et l'entrée de l'instrument. Cet outil amplifie les signaux, les rendant plus faciles à mesurer. Cela est particulièrement pratique lors de la recherche de petites émissions et lorsque le bruit de l'instrument est élevé. Il peut également être utile lorsque vous utilisez une sonde de champ H plus petite car, comme mentionné précédemment, une sonde de champ H plus petite permet une résolution spatiale plus importante mais dispose d'une sensibilité diminuée.