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2.8 射频场感应的传导骚扰抗扰度试验

射频场感应的传导骚扰抗扰度试验的国家标准为 GB/T17626.6 (等同于国际标准IEC61000—4—6)。

2.8.1 试验目的

本标准模拟的骚扰源,通常是指来自射频发射机的电磁场。该电磁场可能作用于连接安装设备的整个电缆上。一般情况下被干扰设备(或较大系统的一部分)的尺寸比频率较低的干扰波(80MHz 以下频率)的波长小很多,但是设备输入和输出线(包括电源线及其架空线的延伸、接口电缆和通信线等)的长度可能达到干扰波的几个波长(或更长)。这样一来,设备引线就可能成为被动天线,接收射频场的感应,变为传导干扰侵入设备内部,最终以射频电压和电流形成的近场电磁场影响设备的工作。

射频场感应传导抗扰度与射频场辐射电磁抗扰度相互补充,形成 0.15~1000MHz 全频段抗扰度试验。其中,0.15~80MHz 为传导抗扰度试验,80~1000MHz 为辐射抗扰度试验。

2.8.2 试验设备及必备条件

(1)射频信号发生器,要求带宽为150kHz~230MHz,带有调幅功能,能手动或自动扫描,扫描点上的留驻时间可以设定,带有信号幅度自动控制功能。

(2)功率放大器。

(3)低通和高通滤波器,为了避免信号谐波对受试设备产生干扰。

(4)固定衰减器,衰减量固定为6dB,用来使功放至耦合网络之间尽可能匹配,安装时尽量靠近耦合网络。

(5)耦合装置,包括耦合/去耦网络(CDN)和电磁钳。

根据不同接口电缆,使用不同的CDN。下面以非屏蔽电源线端口CDN来进行举例,如图 2-39 所示。输入端口注入骚扰信号,EUT 端口接受试设备,AE 端口接辅助设备(电源)。

图2-39 用于非屏蔽电源线的耦合/去耦网络CDN-M1/M2/M3电路举例

注意:

① CDN-M3,在 150kHz 时,L≥280μH,C 1 (典型值)=10nF,C 2 (典型值)=47nF,R=300Ω。

② CDN-M2,在 150kHz 时,L≥280μH,C 1 (典型值)=10nF,C 2 (典型值)=47nF,R=200Ω。

③ CDN-M1,在 150kHz 时,L≥280μH,C 1 (典型值)=10nF,C 2 (典型值)=47nF,R=100Ω。

电磁钳的作用是对连接受试设备的电缆建立感性和容性耦合,其原理如图2-40所示。(1)为铁氧体管(夹),长为0.6m,直径为20mm,在EUT 侧,由10个4C65 型的环( μ =100)组成,AE侧由26个3C11型的环(μ=4300)组成。(2)为半圆环钢箔片。(7)为包括在电磁钳结构中的铁氧体管(μ=100)。Z 1 、Z 2 为优化频率响应和方向性而装配的电路。G 1 为试验信号发生器。

电磁钳的原理(如图2-40所示):

① 通过铁氧体管(第1项)的磁耦合。

② 通过EUT的电缆和钢片间靠近所产生的(第2项)的电耦合。

图2-40 电磁钳的原理电路

2.8.3 试验方法及试验配置

1.试验配置

CDN注入法如图2-41所示。

图2-41 CDN注入法

电磁钳注入法如图2-42所示。

受试设备应放在高出参考接地板 0.1m 的绝缘支撑上。如果是台式设备,参考接地板也可放在试验桌上。

注意,受试设备距任何金属物体(包括屏蔽室的墙壁等)至少0.5m以上。

图2-42 电磁钳注入法

要为所有受试电缆提供耦合/去耦网络。耦合/去耦网络要放在距离受试设备 0.1~0.3m远的参考接地板上,并与参考接地板连接。耦合/去耦网络与受试设备间的电缆应尽可能短,要尽量避免捆扎或盘成圈,电缆的离地高度为30~50mm。

受试设备的其他接地端子,则应通过耦合/去耦网络 CDN-M1(另加)与参考接地板相连。

如果受试设备有键盘或手提式附件,那么人工手(该人工手用来模拟在一般操作条件下的人体阻抗的电气网络)应放在该键盘上或缠绕在附件上,并连接到参考接地板上。

所有与受试设备有关的设备,如通信设备、调制解调器、打印机、传感器等,以及为保证数据传输和性能评估所必需的辅助设备,均应通过耦合/去耦网络与受试设备连接,但待试电缆数量应尽可能地限制在必不可少的数量范围内。

2.试验方法

被测设备应在预期的运行和气候条件下进行测试,温度和相对湿度应记录在测试报告中。

对于来自测试布置的辐射应遵守当地有关的干扰法规。当辐射能量超过允许的电平时,应使用屏蔽室进行测试。

注意:通常,传导抗扰度试验可不在屏蔽室内进行,这是由于骚扰电平和试验配置的几何尺寸不可能辐射太高能量,尤其在低频段。

依次将试验信号发生器连接到每个耦合装置上(耦合和去耦网络、电磁钳、电流注入探头)。其他所有非测试电缆或不连接(当功能允许),或使用去耦网络或只使用非端接的耦合和去耦网络。

在测试信号发生器的输出端可能会需要一个低通滤波器和/或高通滤波器(如100kHz截止频率),以防止(高次或亚)谐波对被测设备的干扰,低通滤波器的带阻特性应该对谐波有足够的抑制,使得它们不影响测试结果,这些滤波器应该在设置测试电平之前插入在测试信号发生器之后。

扫频范围是从 150kHz 到 80MHz,在设置步骤过程中设置信号电平,骚扰信号是 1kHz正弦波调幅信号和调制度 80%的射频信号,必要时可以暂停调整射频信号电平或改变耦合装置。频率递增扫频时,步进尺寸不应超过先前频率的 1%,在每个频率,幅度调制载波的驻留时间应不低于被测设备运行和响应的必要时间,但是最低不应低于 0.5s。敏感的频率(如时钟频率)应单独进行分析。

注意:由于在频率步进时,被测设备可能会受到瞬态干扰,应制定相应的规定避免这样的干扰。例如,频率变化以前,信号强度可以比测试电平低几个dB。

2.8.4 试验等级

试验等级的分类情况与GB/T17626.3标准相同,分为以下几级。

(1)1 级为低辐射环境,例如,离无线电电台、电视台 1km 以上,附近只有低功率便携式发射/接收机(如小功率移动电话)在使用。

(2)2级为中等辐射环境,例如,在不近于1m处使用低功率便携式发射/接收机(如小功率移动电话),为典型的商业环境。

(3)3 级为较严酷的辐射环境,例如,在 1m 范围内使用移动电话,或者附近有大功率发射机(≥2W)或工、科、医射频设备在工作,为典型的工业环境。

(4)X级为待定级,可由制造商与用户协商或在产品的技术条件中加以规定。

如表 2-19 所示,以有效值(r.m.s)表示为调制骚扰信号的开路试验电平(e.m.f)。在耦合和去耦装置的受试设备端口上设置试验电平,测量设备时,该信号是用 1kHz 正弦波调幅(80%调制度)来模拟实际骚扰影响。

表2-19 试验等级(频率范围150kHz~80MHz)

注:X是一个开放等级 sh6h6geDoRgJ7pEkLmt1Bs3btQGOyiDQGyk/kCAc1PBS4TPN4/lBGfjE4GrOkq21

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