臺灣博碩士論文加值系統

由於數位電子產品的大量應用與增加，其所造成日常生活上的電磁干擾(Electromagnetic Interference)變成一個必須關切的事情，所以電磁量測對輻射測試必須在特定的條件下實施，也就是要求測試場地必須是平坦的，沒有懸掛的導線以及遠離金屬反射結構，品質良好的同軸電纜等等，所以場地的精確度就顯的格外重要。
EMI標準雜訊源種類可分為三種，一種是可調的訊號產生器，一種是白雜訊產生器，最後一種則是本論文所採用的諧波訊號產生器。
本論文分別利用石英振盪器以及設計RC充放電路配合TEXAS INSTRUMENTS提供的施密特高速反相器SN74ACT14產生快速轉態的梯形波形來當作振盪電路，然後再利用FREESCALE半導體所提供的MMG3002NT1寬頻線性放大器將振盪電路所產生的諧波振幅放大，透過一螺旋天線將能量輻射出去，可以在30MHz到1GHz的頻段上產生一個諧波序列。最後對製作完成的標準雜訊源做重複性測試，以量測其輻射頻率穩定性和輻射功率穩定性，日後做為場地的電磁輻射(Radiated Emission)測試比對用。

Electromagnetic interferences (EMI) has becomes a major concern of our daily life due to the increasing application of digital electronic devices. The monitoring of EMI has therefore emerged as a major issue. Radiation emission test must be performed under specialized conditions for EMI measurements. Requirements for test site must be flat, free of overhead wires, away from reflecting structures, and the usage of good quality coaxial cables is recommended. Therefore, the accuracy of test site is very important.
The standard EMI radiation sources maybe generated from three different sources, namely, the adjustable signal generator, statistical white noise generator, and the harmonic generator. In this thesis, we used the harmonic generator as the source.
The oscillator sources used a crystal oscillator together with designed RC charge-discharge circuit integrate into Schmitt-Trigger Inverter SN74ACT14 to generate the fast transition speed of trapezoidal waveforms. The oscillator sources are combined amplifier model MMG3002NT1 manufactured by FREESCALE SEMICONDUCTOR Inc. to amplifying the amplitude of the harmonics. A spiral antenna was implemented as the radiating structure for the signal source and the measurement was performed in the frequency range 30 MHz to 1 GHz. For application of the standard site sources for the monitor of daily test site radiation emission, repeated tests were carried out to check the frequency and power stability of the standard site sources.

目錄

封面內頁
簽名頁
授權書．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．iii
中文摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．iv
英文摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．v
誌謝．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．vi
目錄．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．vii
圖目錄．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．ix
表目錄．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．xii

第一章 緒論
1.1 前言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1
1.2 研究動機與目的．．．．．．．．．．．．．．．．．1
1.3 論文大綱．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3
第二章 諧波型標準雜訊源訊號原理及介紹
2.1 週期訊號．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4
2.2 數位週期波形的頻譜．．．．．．．．．．．．．． 10
第三章 振盪電路與線性放大器
3.1 振盪電路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17
3.1.1 石英振盪器．．．．．．．．．．．．．．．．．17
3.1.2 施密特振盪電路．．．．．．．．．．．．．．．19
3.1.3 頻譜分析與模擬．．．．．．．．．．．．．．．26
3.2 寬頻線性放大器．．．．．．．．．．．．．．．．29
3.2.1 放大器的S參數．．．．．．．．．．．．．．．29
3.2.2 放大器的線性特性．．．．．．．．．．．．．．31
3.3 標準雜訊源．．．．．．．．．．．．．．．．．．32
第四章 螺旋天線
4.1 天線設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38
4.2 螺旋天線模擬與實測比較．．．．．．．．．．．． 39
第五章 實驗結果與數據分析
5.1 實驗說明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41
5.2 實驗結果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．46
第六章 結論．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47
參考文獻．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48
附錄．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51

圖目錄

圖1.1 測試場地示意圖．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2
圖1.2 輻射發射測試中誤差的來源．．．．．．．．．．．．． 3
圖2.1 線性系統方塊圖．．．．．．．．．．．．．．．．．． 5
圖2.2 週期性方波．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 6
圖2.3 週期性梯形脈波．．．．．．．．．．．．．．．．．． 10
圖2.4 函數的頻譜邊界圖．．．．．．．．．．．．．．．．． 12
圖2.5 梯形脈波的單邊頻譜邊界圖．．．．．．．．．．．．．13
圖2.6 Bode圖
(a) 線性線段特性的Bode圖
(b) 頻譜邊界對梯形脈波的應用圖．．．．．．．．．．14
圖2.7 梯形脈波的工作週期在頻譜邊界上的關係圖．．．．．．16
圖3.1 20MHz石英振盪器波形．．．．．．．．．．．．．．．18
圖3.2 32MHz石英振盪器波形．．．．．．．．．．．．．．．18
圖3.3 (a)施密特振盪電路
(b)非零電位磁滯曲線
(c)輸入與輸出訊號工作曲線圖．．．．．．．．．．．．19
圖3.4 (a)20MHz施密特振盪模擬電路
(b)模擬波形圖
(c)改變C1為82pF的實際波形．．．．．．．．．．．．22
圖3.5 (a)32MHz施密特振盪模擬電路
(b)模擬波形圖
(c)改變C1為51pF的實際波形．．．．．．．．．．．．23
圖3.6 (a) 20MHz施密特振盪匹配電路示意圖
(b)阻抗匹配與阻抗不匹配之波形比較圖．．．．．．．24
圖3.7 (a) 32MHz施密特振盪匹配電路示意圖
(b)阻抗匹配與阻抗不匹配之波形比較圖．．．．．．．25
圖3.8 OSC20頻譜圖．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27
圖3.9 OSC32頻譜圖．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27
圖3.10 SI20頻譜圖．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28
圖3.11 SI32頻譜圖．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28
圖3.12 放大器匹配電路示意圖．．．．．．．．．．．．．．30
圖3.13 MMG3002NT1之S參數量測圖(a) (b) ．．．．．． 31
圖3.14 MMG3002NT1之1dB增益壓縮點量測圖．．．．．．．．32
圖3.15 OSC20 AMP
(a)電路圖
(b)示波器波形
(c)平均頻譜．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33
圖3.16 OSC32 AMP
(a)電路圖
(b)示波器波形
(c)平均頻譜．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34
圖3.17 SI20 AMP
(a)電路圖
(b)示波器波形
(c)平均頻譜．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35
圖3.18 SI32 AMP
(a)電路圖
(b)示波器波形
(c)平均頻譜．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36
圖4.1 螺旋天線(a)俯視圖 (b)側面圖．．．．．．．．．．39
圖4.2 螺旋天線之Return Loss．．．．．．．．．．．．．40
圖4.3 螺旋天線之駐波比 (a)0~1.5GHz (b) 0.4~1.5GHz．40
圖5.1 OSC20AMP水平測試．．．．．．．．．．．．．．．．42
圖5.2 OSC20AMP垂直測試．．．．．．．．．．．．．．．．42
圖5.3 OSC32AMP水平測試．．．．．．．．．．．．．．．．43
圖5.4 OSC32AMP垂直測試．．．．．．．．．．．．．．．．43
圖5.5 SI20AMP水平測試．．．．．．．．．．．．．．．．44
圖5.6 SI20AMP垂直測試．．．．．．．．．．．．．．．．44
圖5.7 SI32AMP水平測試．．．．．．．．．．．．．．．．45
圖5.8 SI32AMP垂直測試．．．．．．．．．．．．．．．．45

表目錄

表3.1 振盪頻率之特性參數．．．．．．．．．．．．．．．．26
表A.1 OSC20AMP(30MHz~500MHz)水平測試值．．．．．．．51
表A.2 OSC20AMP(500MHz~1GHz)水平測試值．．．．．．．．52
表B.1 OSC20AMP(30MHz~500MHz)垂直測試值．．．．．．．53
表B.2 OSC20AMP(500MHz~1GHz)垂直測試值．．．．．．．．54
表C OSC32AMP(30MHz~1GHz)水平測試值．．．．．．．．．．55
表D OSC32AMP(30MHz~1GHz)垂直測試值．．．．．．．．．．56
表E.1 SI20AMP(30MHz~500MHz)水平測試值．．．．．．．．57
表E.2 SI20AMP(500MHz~1GHz)水平測試值．．．．．．．．58
表F.1 SI20AMP(30MHz~500MHz)垂直測試值．．．．．．．．59
表F.2 SI20AMP(500MHz~1GHz)垂直測試值．．．．．．．．60
表G SI32AMP(30MHz~1GHz)水平測試值．．．．．．．．．．61
表H SI32AMP(30MHz~1GHz)垂直測試值．．．．．．．．．．62

[1]Luc B. Gravelle and Perry F. Wilson, Member, IEEE, ”EMI/EMC in Printed Circuit Boards-A Literature Review.” IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, Vol. 34, NO. 2, MAY 1992
[2]Mardiguian, Michel. ”Controlling Radiated Emissions by Design.” 2nd ed. Kluwer Academic Publishers, 2001
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