Elección de una sonda de campo cercano

Principios básicos de sondas de campo cercano

Campo lejano vs. campo cercano

El campo cercano es la región del campo electromagnético que está cerca de la fuente de radiación, es decir, a pocos centímetros del dispositivo bajo prueba. El campo lejano, por supuesto, es la región que está más lejos. La gran diferencia entre los dos es la magnitud de los campos eléctrico (E) y magnético (H). Las ondas electromagnéticas cuentan con componentes E y H, los cuales son perpendiculares entre sí. En el campo cercano y en función de las características de la fuente de emisión, el campo E o H es mucho más fuerte que el otro. Pero en el campo lejano, ambos componentes tienen casi la misma magnitud.

Todas las señales que pueden detectarse en el campo lejano, pueden, también, detectarse en el campo cercano. Sin embargo, lo contrario no es necesariamente así.

Sondas de campo cercano para aplicaciones de EMC

Los ensayos de conformidad de EMI son importantes para asegurarse de que las emisiones de su dispositivo no superen un límite especificado, como una norma de EMC. Es como un chequeo de su dispositivo, el cual le permite ver si su dispositivo está emitiendo más radiación de la que debería. Las sondas de campo lejano juegan un papel muy importante en este proceso ya que ayudan a identificar las fuentes de emisiones no conformes del dispositivo. Al detectar problemas de EMI con anticipación, estas sondas permiten realizar correcciones antes de los ensayos formales de conformidad, lo que puede ahorrar tiempo y recursos.

Tipos de sondas de campo cercano

Antes de realizar un análisis de campo cercano, se necesita saber cómo se distribuyen los campos E y H. Esto puede lograrse con los dos tipos principales de sondas de campo cercano: sondas eléctricas (campo E) y sondas magnéticas (campo H). Las sondas de campo eléctrico miden el componente de campo eléctrico de una onda electromagnética, mientras que las sondas de campo magnético miden el componente de campo magnético. Estas sondas también vienen en prácticos kits, como el R&S®HZ-15 y R&S®HZ-17, los cuales incluyen ambos tipos de sondas en diferentes diseños y tamaños.

Las sondas de campo E

Examinemos de más cerca las sondas de campo eléctrico. Estas sondas detectan, por sobre todo, voltajes más que corrientes, ya que están diseñadas para responder al campo eléctrico. A fin de obtener la mejor respuesta, la sonda debe sostenerse perpendicularmente a la corriente. Pero, no se preocupe demasiado en conseguir la orientación exacta, no es fundamental para el rendimiento. Lo que sí es importante es el tamaño de la sonda. Las sondas más pequeñas tienen una resolución espacial mayor, lo que facilita la localización exacta del origen de las emisiones problemáticas. Por ejemplo, el electrodo estrecho de la sonda RSE 10, que se incluye los kits de sondas R&S®HZ-15 y R&S®HZ-17, puede seleccionar una única pista conductora entre un conjunto de pistas de 0.2 mm de ancho.

Sondas de campo H

Si está tratando con emisiones de alta frecuencia, querrá utilizar algunas sondas de campo H. Parecen pequeños bucles, y los diferentes tamaños del bucle se adaptan mejor a los distintos fines. Estas sondas responden mejor al campo magnético y detectan cambios de corrientes más que voltajes. Al utilizar sondas de campo H, debe prestarse mucha atención a la orientación del bucle con respecto a la dirección del flujo de corriente. Y aunque los bucles más grandes poseen una sensibilidad mayor, los más pequeños ofrecen una mejor resolución espacial. Por lo tanto, puede que desee empezar con un bucle más grande y luego cambiar a uno más pequeño para una ubicación más exacta. Se trata de encontrar el equilibrio perfecto entre sensibilidad y resolución.

Cómo utilizar sondas de campo cercano

Utilización de sondas de campo E

Al utilizar una sonda de campo E, lo mejor es sostenerla perpendicularmente a la superficie de lo se esté probando. De esa manera, se obtendrán las lecturas más exactas posibles. Para comenzar, es una buena idea utilizar una sonda más grande para tener una idea general del lugar de dónde provienen las emisiones. Una vez que ya lo haya resuelto, puede cambiar a una sonda más pequeña a fin de obtener una lectura más precisa de la fuente.

Utilización de sondas de campo H

Las sondas de campo H son sondas de bucle, por lo que son muy exigentes sobre la dirección en que se las oriente. Para una mejor respuesta, es importante asegurarse de que el bucle se oriente en la misma dirección que el flujo de corriente. Se obtendrá la respuesta más fuerte cuando las líneas del campo magnético pasen a través del bucle. Por el contrario, la respuesta será más pobre cuando las líneas sean paralelas al plano del bucle. Por lo tanto, si se está utilizando una sonda de campo H, siga probando con la orientación hasta obtener la respuesta más fuerte.

Qué debe buscarse en una sonda de campo cercano

Elegir la sonda de campo cercano correcta es como encontrar el atuendo perfecto: depende de la ocasión. Asegúrese de elegir la sonda que mejor se adapte a su aplicación.

• En primer lugar, asegúrese de que la sonda o el kit de sondas sea compatible con su instrumento, ya se trate de un analizador de espectro, un osciloscopio o ambos.
• Determine si necesita sondas de campo E y de campo H. Las sondas, por lo general, no suelen venderse por separado sino en kits. Asegúrese de que el kit cuente con el tipo de sonda que necesita.
• Verifique la gama de frecuencias de las señales con las que se va a trabajar. En las especificaciones de la sonda de campo cercano se indican las gamas de frecuencias, y es importante elegir las sondas correctas para la gama de frecuencias de su señal. Si se está trabajando con señales en una amplia gama de frecuencias, debe seleccionarse un kit con muchas sondas, cada una optimizada para una diferente gama de frecuencias.
• Confirme la resolución espacial deseada. Esto es lo que determina el nivel de detalle que puede capturarse. Por ejemplo, los dispositivos complejos a menudo tienen múltiples fuentes de emisión muy próximas entre sí. En este contexto, se necesita una alta resolución espacial a fin de aislar y medir correctamente cada fuente individual. Por lo general, se desea una alta resolución espacial, pero puede que no sea necesario siempre. Si, por ejemplo, los ensayos de EMI se centran en si un dispositivo emite excesiva radiación, y la fuente específica no es un problema, puede que sea suficiente una sonda de resolución espacial más baja
• La sensibilidad de la sonda es otro punto importante a considerar. Las señales de bajo nivel solo pueden detectarse con sondas de alta sensibilidad.
• Y por último, debe considerarse si se necesita una sonda activa o una pasiva. La mayoría de sondas de campo cercano son pasivas. Esto significa que no requieren de alimentación externa. Suelen ser más robustas y más económicas que las sondas activas. Sin embargo, las sondas activas proporcionan un mayor rendimiento de ancho de banda. Para osciloscopios con más de 500 MHz de ancho de banda, una sonda activa es lo más adecuado. Puede explorar una amplia gama de sondas activas de banda ancha en nuestro sitio web.

En lo que concierne a una baja relación señal-ruido (SNR)

Ahora que ya se ha escogido la mejor sonda de campo cercano para sus propósitos, es importante abordar un problema con el que posiblemente nos topemos al utilizarla: la baja relación señal-ruido (SNR). Por suerte, este problema puede resolverse fácilmente con un preamplificador.

Puede colocarse un preamplificador entre la sonda y la entrada del instrumento. Esta herramienta amplifica las señales, lo que hace más fácil su medición. Esto resulta especialmente útil al buscar emisiones más pequeñas y cuando el ruido del instrumento es elevado. También puede ser de mucha utilidad cuando se utiliza una sonda de campo H más pequeña ya que, como se mencionó anteriormente, una sonda de campo H más pequeña permite una mayor resolución espacial, pero tiene una sensibilidad menor.