深入淺出 EMI 檢波器：峰值 (Peak)、準峰值 (QP) 與平均值 (AV)

要想弄懂 PEAK（峰值）、QUASI-PEAK（準峰值，簡稱QP） 和 AVERAGE（平均值，簡稱AV） 的區別，我們需要從EMI接收機的底層原理說起。

一、 檢波（Detection）的本質原理

在EMC測試中，頻譜儀或EMI接收機會收集空間中或線纜上的射頻能量，並將其降頻為中頻信號。檢波器的作用，就是將這個不斷波動的中頻信號包絡線，轉換成一個可以記錄的電壓讀數。

• 充電時間常數 ($\tau_c$)：當在檢波器輸入端突然施加一個恆定的正弦電壓時，檢波器輸出電壓達到其最終值的 63% 所需的時間。它決定了檢波器對脈沖信號的反應速度。
• 放電時間常數 ($\tau_d$)：在切斷輸入信號後，檢波器輸出電壓下降到初始值的 37% (即 $1/e$) 所需的時間。它決定了檢波器對脈沖包絡的保持能力。

二、 三種檢波方式的區別

1. PEAK（峰值檢波 - PK）

• 動作邏輯： 充電極快（微秒級），放電極慢。
• 原理解析： 只要干擾信號一冒頭，不管它持續時間多短，電容瞬間充滿電，並且很長一段時間內不放電。因此，它捕捉的是單位時間內信號的絕對瞬時最大幅度。
• 應用場景：預掃描（Pre-scan）與軍工測試。 如果產品的PK值都低於規定的QP或AV限值，直接判定合格。

2. QUASI-PEAK（準峰值檢波 - QP）

• 動作邏輯： 較快充電（毫秒級），較慢放電（百毫秒級）。
• 原理解析： 這是商用EMC測試的核心指標。QP讀數不僅取決於脈沖幅度，還取決於重復頻率。
  • 同樣的幅度，脈沖越密集，電容持續充電，QP值越接近PK值；脈沖越稀疏，放電時間多，QP值越低。
• 設計意圖： 模擬人耳對無線電噪聲的主觀煩躁程度。高頻次的雜音讓人抓狂（QP值高），偶爾一聲雜音則相對容易忍受（QP值低）。

3. AVERAGE（平均值檢波 - AV）

• 動作邏輯： 充放電時間常數對稱且較長。
• 原理解析： 它對信號進行積分運算，將瞬時飆高的尖峰脈沖「熨平」，只反映信號的平均能量。
• 應用場景：抓連續波（CW）干擾。 專門用來揪出晶振、PWM諧波等持續不斷的信號。

三、 CISPR 16-1-1 標準準峰值詳細參數表

根據頻率範圍（頻段），準峰值檢波器的 R-C 參數有嚴格的法定規定：

頻段 (Band)	頻率範圍	6dB 帶寬 (RBW)	充電常數 ($\tau_c$)	放電常數 ($\tau_d$)	指示器/表頭常數
Band A	9 kHz – 150 kHz	200 Hz	45 ms	500 ms	160 ms
Band B	150 kHz – 30 MHz	9 kHz	1 ms	160 ms	160 ms
Band C	30 MHz – 300 MHz	120 kHz	1 ms	550 ms	100 ms
Band D	300 MHz – 1 GHz	120 kHz	1 ms	550 ms	100 ms

關鍵觀察：

• Band B (傳導頻段) 的放電時間最短（160ms），這意味著該頻段對脈沖密度的「豁免權」相對較大。
• Band C/D (輻射頻段) 的放電時間顯著拉長（550ms），對高頻脈沖包絡的保持力更強。

四、 總結與實戰經驗

在任何情況下，針對同一個干擾信號，數值永遠遵循：PK ≧ QP ≧ AV

• 如果 PK 很高，但 QP 很低： 說明干擾源是偶發的瞬態脈沖（如繼電器動作、開關毛刺）。
• 如果 PK、QP、AV 三個值幾乎重合： 絕對是窄帶連續干擾，去查晶振時鐘或高速總線。
• 測試策略： 先花幾分鐘用 PK 掃全頻段（快），找出逼近紅線的危險點，再針對這些點用 QP 和 AV 進行精確駐留測量（慢但准）。