如何用磁场探头测定磁场强度和高频电流?

本文主要介绍如何通过近场探头测量出来的结果，来计算磁场强度和实际流过电流。关于本文具体内容请下载：如何用磁场探头测定磁场强度和高频电流?

磁场探头发射的电压信号输出（Uprobe），被频谱分析仪分离成频谱。磁场修正系数（KH）定义为：描述电压信号和相关磁场（HRF）的关系。磁场（HRF）与电流（IRF）相关，这样，另一个修正系数基于电流（IRF）来定义。

1、磁场修正:

从磁场探头测出的电压信号（Uprobe），通过修正公式，可计算出磁场探头线圈里的磁场强度（HRF）。在每个单独的应用中，磁场探头的修正系数与测量几何参数无关，即探头可以在任意距离和角度来操纵，相对于导体没有任何修正错误（图2），其结果都是围绕探头线圈的是平均磁场强度（图1）。

图1 在探头线圈里的场强发布（均匀磁场）

图2 通用测试设置布局

根据修正系数（KH），按下面公式运算平均磁场强度：

运算方程式举例见图3：

图3中，磁场探头位于全频范围内恒定的磁场中。由于耦合的因素，在探头中感应的电压取决于频率。耦合系数来自测得的电压（Uprobe）和平均磁场强度之间。如果修正系数再加上被测电压（Uprobe），就可得到实际存在的磁场强度（HRF对数表达）。

使用公式可以从测得的曲线（Uprobe）和修正系数（KH）来确定平均磁场强度（HRF）。结果如图3所示。

图3怎样运算修正系数举例

2、电流修正:

在射频磁场（HRF）和射频电流（IRF）之间存在一致的物理相关性，它们的关系程度取决于电流导体布局的几何参数。因此，测试中需要在定义的参考设置下，来标定电流修正系数（K I）。

在高频电流探头使用时，只有几何参数与参考设置重合，才会准确修正测定的电流值（Icorr）。如果在设置上有偏差，电流值（Icorr）也会偏离，此时，计算出的电流值（Icorr）只能是一种强弱程度参考值，不是一个精确的测量值。测试修正时，根据下面的几何参数进行参考设置(图4和图5) ：此时要求导线宽2mm；导线距离接地系统的高度为1mm；磁场探头放在导线上（见图4）。

根据电流修正系数（KH），按下面公式运算电流值：

图4 用于RF-R400-1\RF-R50-1\RF-R3-2\RF-R0.3-3近场探头的设置

图5 用于RF-B3-2\RF-B0.3-3\RF-K7-4\RF-U2.5-2\RF-U 5-2近场探头的设置

本例中采用的是在全频率范围内恒定的电流（图6）。 通过磁场探头，该电流变成电压，并通过频谱分析仪测出探头输出电压（Uprobe）。从探头输出的电压波形，再加上频率有关的校正系数，这样测量出导体中的电流（对数）。在本参考设置 里，Icorr就为流过的电流（dBuA）。

图6 电流校正举例(绿色为电流dBμA)

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