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이번 주제는 EMI 시험 시 필수로 사용되는 EMI 테스트 리시버에 관한 이야기입니다.
RF를 다루는 곳에서는 어렵지 않게 스펙트럼 분석기를 접할 수 있습니다. 그렇다면 EMI 테스트 리시버와 스펙트럼분석기는 어떤 차이가 있을까요?
오늘은 이 비슷하지만 EMI 테스트 리시버가 스펙트럼 분석기와 어떻게 다른 지에 대해서 알아보도록 하겠습니다.
우리에게 친숙한 스펙트럼 분석기는 주파수 스펙트럼을 시각화 하여 RF 신호의 Frequency, Amplitude, Power Level, Spectrum, Bandwidth, Frequency Stability등 RF 특성을 분석하는 장비입니다.
그렇다면 EMI 테스트 리시버는 어떨까요? EMI 테스트 리시버는 시험 대상 제품이 주변 기기나 장치에 불필요한 영향을 미치는지를 판단하기 위해
특정 주파수 범위 내에서 불요파 신호를 측정합니다.
즉, EMI 테스트 리시버는 주로 전자파의 방출 및 감도를 측정하는 장비로써 스펙트럼 분석기와는 기본적인 목적에서부터 차이가 있습니다.
EMI 시험이 포함된 EMC 시험은 IEC/CISPR, FCC 등의 국제규격인증이 요구되는 강제 시험입니다. 따라서 해당하는 규격에 따라 정확하고 일관된 측정을 수행하는 것이 매우 중요하고, 그러므로 측정 장비가 갖춰야 할 요구사항 또한 규격에서 정의되어 있습니다.
오늘 이야기하고 있는 EMI 테스트 리시버의 요구사항에 대해서는 CISPR16-1-1 에서 정의하고 있습니다.
이러한 규격의 요구사항에 부합하는 장비를 인증용 EMI 테스트 리시버 (Compliance Test Receiver) 라고 부릅니다. Rohde & Schwarz 의 장비 중에서는 대표적으로 R&S®ESW, R&S®ESR, R&S®EPL1000 을 꼽을 수 있습니다.
반면에 규격 인증시험 이전의 제품 개발부터 검증 단계의 (In-house test, debugging, pre-compliance) 시험에 대해서는 Rohde & Schwarz의 R&S®ESRP, R&S®ESL로 대표되는 사전 시험용 EMI 테스트 리시버 (Pre-compliance Test Receiver), 또는 스펙트럼분석기와 오실로스코프를 사용하기도 합니다.
그럼 CISPR16-1-1 Annex I 부분을 통해 EMI 테스트 리시버가 갖춰야 하는 주요 요구사항을 확인해 보겠습니다. 아래의 블록 다이어그램은 EMI 테스트 리시버 구조의 예시입니다. 회색박스로 표시 되어있는 부분이 EMI 테스트 리시버와 스펙트럼분석기의 대표적인 구조적 차이입니다.
- Preselection은 관심이 있는 주파수 대역에서의 불요파 신호를 측정하고, 관심이 없는 주파수 대역에 존재하는 간섭신호 및 노이즈 잡음 성분을 제거하는 필터링 역할을 합니다.
- Preamplifier는 수신된 신호를 증폭시켜 SNR성능을 향상시키고, 노이즈 잡음에 의한 영향을 최소화하여 측정의 정확성을 높일 수 있도록 합니다. 또, 수신된 신호를 주파수 대역에서 균일하게 증폭시킴으로써 일관성 있는 측정 결과를 유지하고, 동일한 신호레벨을 보장함으로써 간섭신호의 정확한 분석을 가능하게 합니다.
- Detector는 수신된 신호의 강도를 어떤 기준으로 측정하는지를 결정하는 역할을 합니다. EMI 테스트에서는 신호의 강도를 측정하고, 규격에 따라 허용된 한계치 (Limit)를 초과하는지 여부를 판단해야 합니다. CISPR16-1-1 에서는 Average, Peak, Quasi-peak, RMS-average Detector를 정의하고 있고, EMI 테스트 리시버는 각 Detector를 통하여 측정 결과를 표시할 수 있어야 합니다.
- 마지막으로 두 장비 간에는 IF filter의 차이도 존재합니다. EMI 테스트 리시버는 6 dB 대역폭의 IF filter를 사용하고, 스펙트럼분석기는 3 dB대역폭의 IF filter를 사용합니다. 6 dB IF filter를 사용함으로써, EMI 테스트 리시버는 원하는 주파수 신호의 정보를 보다 정확하게 가져오는 장점을 갖게 됩니다. 이 점은 Selectivity 관점에서 측정의 정확성을 높이는 데에 매우 중요한 요소입니다.
이번 포스팅에서는 EMI 테스트 리시버 갖는 스펙트럼 분석기와의 차이점과, 어떠한 측정 목적에 의해서 인증용 EMI 테스트 리시버를 사용하는지에 대해 알아보았습니다.
EMI 테스트 리시버에 대해서 더욱 자세한 내용이 궁금하시면 언제든 저희에게 연락 주시기 바랍니다.
EMI 테스트 리시버 제대로 이해하기 Part 2 – Stepped scan vs Time domain scan
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