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IEC61000-4-4 EFT脈沖群抗擾度試驗(yàn)的新老標(biāo)準(zhǔn)的不同
閱讀:1477 發(fā)布時(shí)間:2010-6-25
IEC61000-4-4 EFT脈沖群抗擾度試驗(yàn)的新老標(biāo)準(zhǔn)的不同
企業(yè)名稱 | 蘇州泰思特電子科技有限公司 | 聯(lián) 系 人 | 婁軍 |
企業(yè)類型 | 生產(chǎn)型企業(yè) | 電子 | @ |
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企業(yè)地址 | 蘇州高新區(qū)金山路198號(hào) | 在線 | |
所屬地區(qū) | 江蘇 | 郵政編碼 | 215000 |
摘要:電快速瞬變脈沖群( EFTB)抗擾度試驗(yàn)作為電磁兼容試驗(yàn)中的一個(gè)重要組成部分己經(jīng)有20年的歷史,期間,試驗(yàn)人員從脈沖群試驗(yàn)沖獲得了許多經(jīng)驗(yàn),同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了一些不足的地方,尤其是不同發(fā)生器之間、以及一般用戶與試驗(yàn)站之間試驗(yàn)結(jié)果的一致性問(wèn)題。現(xiàn)今,一個(gè)新的標(biāo)準(zhǔn)草案已經(jīng)頒布,其中有一些新的規(guī)定,相信對(duì)解決上述問(wèn)題有非常重要的作用。
關(guān)鍵詞:電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn);試驗(yàn)的一致性
中圖分類號(hào):TN912 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1003-0107(2004)08
自從上*個(gè)電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) IEC801-4 : 1984 頒布以來(lái),受到了上的廣泛注意,納入眾多的產(chǎn)品族和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),成為一個(gè)重要的抗干擾測(cè)試手段。在我國(guó),現(xiàn)行的電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)是 GB/T17626.4-1998 ,它對(duì)應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn) IEC61000-4-4 : 1995 。
由于電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)是眾多抗擾度試驗(yàn)中使用次數(shù)zui多,同時(shí)也是比較難于通過(guò)的一個(gè)試驗(yàn),所以這項(xiàng)試驗(yàn)也是試驗(yàn)人員、產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員議論zui多的一項(xiàng)試驗(yàn)。議論的重點(diǎn)是試驗(yàn)的重復(fù)性和可比性較差,往往是企業(yè)自己做的試驗(yàn)結(jié)果與試驗(yàn)站相距甚遠(yuǎn),對(duì)此作者曾專門著文討論這個(gè)問(wèn)題,企業(yè)試驗(yàn)人員對(duì)此反映較好,認(rèn)為對(duì)提高試驗(yàn)的準(zhǔn)確性起到了積極作用。
作者近日通過(guò)對(duì) IEC61000-4-4 標(biāo)準(zhǔn)草案( FDIS 文件)的閱讀,對(duì)電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)有了更新的認(rèn)識(shí),覺(jué)得新標(biāo)準(zhǔn)草案對(duì)脈沖群波形的要求、對(duì)校驗(yàn)信號(hào)發(fā)生器的方法、對(duì)試驗(yàn)方法的細(xì)節(jié)都有了新的規(guī)定,作者認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)草案的這些規(guī)定對(duì)規(guī)范試驗(yàn),提高試驗(yàn)的可比性和重復(fù)性很有好處。今將標(biāo)準(zhǔn)草案閱讀中發(fā)現(xiàn)的不同部分整理出來(lái),并加上作者對(duì)它的一些評(píng)述,希望對(duì)企業(yè)人員理解標(biāo)準(zhǔn)和正確掌握試驗(yàn)方法能有所幫助。
1- 試驗(yàn)等級(jí)
打開 IEC61000-4-4 的 1995 年版標(biāo)準(zhǔn),從及新的標(biāo)準(zhǔn)草案,首先看到的一個(gè)不同點(diǎn)便是試驗(yàn)等級(jí),分別見表 1 和表 2 所示:
關(guān)鍵詞:電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn);試驗(yàn)的一致性
中圖分類號(hào):TN912 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1003-0107(2004)08
自從上*個(gè)電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) IEC801-4 : 1984 頒布以來(lái),受到了上的廣泛注意,納入眾多的產(chǎn)品族和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),成為一個(gè)重要的抗干擾測(cè)試手段。在我國(guó),現(xiàn)行的電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)是 GB/T17626.4-1998 ,它對(duì)應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn) IEC61000-4-4 : 1995 。
由于電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)是眾多抗擾度試驗(yàn)中使用次數(shù)zui多,同時(shí)也是比較難于通過(guò)的一個(gè)試驗(yàn),所以這項(xiàng)試驗(yàn)也是試驗(yàn)人員、產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員議論zui多的一項(xiàng)試驗(yàn)。議論的重點(diǎn)是試驗(yàn)的重復(fù)性和可比性較差,往往是企業(yè)自己做的試驗(yàn)結(jié)果與試驗(yàn)站相距甚遠(yuǎn),對(duì)此作者曾專門著文討論這個(gè)問(wèn)題,企業(yè)試驗(yàn)人員對(duì)此反映較好,認(rèn)為對(duì)提高試驗(yàn)的準(zhǔn)確性起到了積極作用。
作者近日通過(guò)對(duì) IEC61000-4-4 標(biāo)準(zhǔn)草案( FDIS 文件)的閱讀,對(duì)電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)有了更新的認(rèn)識(shí),覺(jué)得新標(biāo)準(zhǔn)草案對(duì)脈沖群波形的要求、對(duì)校驗(yàn)信號(hào)發(fā)生器的方法、對(duì)試驗(yàn)方法的細(xì)節(jié)都有了新的規(guī)定,作者認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)草案的這些規(guī)定對(duì)規(guī)范試驗(yàn),提高試驗(yàn)的可比性和重復(fù)性很有好處。今將標(biāo)準(zhǔn)草案閱讀中發(fā)現(xiàn)的不同部分整理出來(lái),并加上作者對(duì)它的一些評(píng)述,希望對(duì)企業(yè)人員理解標(biāo)準(zhǔn)和正確掌握試驗(yàn)方法能有所幫助。
1- 試驗(yàn)等級(jí)
打開 IEC61000-4-4 的 1995 年版標(biāo)準(zhǔn),從及新的標(biāo)準(zhǔn)草案,首先看到的一個(gè)不同點(diǎn)便是試驗(yàn)等級(jí),分別見表 1 和表 2 所示:
表 1. 1995 年版標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)等級(jí)
表 1. 1995 年版標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)等級(jí)
表 2. 新標(biāo)準(zhǔn)草案的試驗(yàn)等級(jí)
從這兩張表格對(duì)比可以看出,新標(biāo)準(zhǔn)草案的嚴(yán)酷度要高于原先的標(biāo)準(zhǔn),主要是試驗(yàn)頻率有了變化,將原先的 2.5kHz 取消了,一律取 5kHz 和 100kHz 兩種。因此,標(biāo)準(zhǔn)草案所規(guī)定的單位時(shí)間內(nèi)的脈沖密集程度有了增加,這對(duì)設(shè)備試驗(yàn)的嚴(yán)酷程度是一種增加。
從這兩張表格對(duì)比可以看出,新標(biāo)準(zhǔn)草案的嚴(yán)酷度要高于原先的標(biāo)準(zhǔn),主要是試驗(yàn)頻率有了變化,將原先的 2.5kHz 取消了,一律取 5kHz 和 100kHz 兩種。因此,標(biāo)準(zhǔn)草案所規(guī)定的單位時(shí)間內(nèi)的脈沖密集程度有了增加,這對(duì)設(shè)備試驗(yàn)的嚴(yán)酷程度是一種增加。
2- 試驗(yàn)設(shè)備
2.1 脈沖群發(fā)生器
在脈沖群發(fā)生器中,原標(biāo)準(zhǔn)與新的標(biāo)準(zhǔn)草案在發(fā)生器組成的主要元件上有一個(gè)明顯區(qū)別:原標(biāo)準(zhǔn)講的是火花氣隙( spark gap );新的標(biāo)準(zhǔn)草案講的是高電壓開關(guān)( high voltage switch )。事實(shí)上,當(dāng)代的脈沖群發(fā)生器里的脈沖形成器件,無(wú)一例外,都是采用高壓電子開關(guān)。這一改變,對(duì)提高脈沖群發(fā)生器工作的穩(wěn)定性,從及提高試驗(yàn)脈沖的頻率起到了關(guān)鍵的作用。
在 IEC61000-4-4 : 1995 標(biāo)準(zhǔn)的附錄 A 中,曾經(jīng)有一段文字提到了采用火花氣隙充當(dāng)脈沖形成器件的弊病:
“由于火花氣隙在低于 1kV 時(shí)的機(jī)械和電氣上的不穩(wěn)定,所以對(duì)低于 2kV 的試驗(yàn)電壓要通過(guò)分壓器來(lái)得到”。
“脈沖群沖單個(gè)脈沖的重復(fù)頻率的實(shí)際值為 10kHz 到 1MHz ,然而廣泛調(diào)查的結(jié)果表明,采用固定調(diào)節(jié)火花氣隙的發(fā)生器難以再現(xiàn)這種相對(duì)較高的重復(fù)頻率,因此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了頻率較低的、有代表性的脈沖”。
所以在脈沖群試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)制定過(guò)程中,把脈沖頻率定為 2.5kHz 和 5kHz 實(shí)在是有一點(diǎn)不得以而為之的味道。隨著脈沖形成器件的更新,特別是高速高壓電子開關(guān)的選用,把脈沖頻率提高到 5kHz 和 100kHz 是理所當(dāng)然的事情,使得脈沖群抗擾度試驗(yàn)更加切合實(shí)際的干擾情況。
2.2 脈沖群發(fā)生器的特性參數(shù)
與原標(biāo)準(zhǔn)相比,在標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì)發(fā)生器特性參數(shù)規(guī)定的zui大不同表現(xiàn)為兩點(diǎn):其一,標(biāo)準(zhǔn)草案給出了兩種不同負(fù)載條件下的輸出電壓范圍, 1000 Ω負(fù)載的輸出電壓為 0.24kV ~ 3.8kV ; 50 Ω負(fù)載的輸出電壓為 0.125V ~ 2kV 。其二,標(biāo)準(zhǔn)草案將在 50 Ω負(fù)載上的每個(gè) 2kV 脈沖提供的能量為 4mJ 取消了,代之以脈沖發(fā)生器性能的可比性由下列要求(見表 3 )加以保證:
2.1 脈沖群發(fā)生器
在脈沖群發(fā)生器中,原標(biāo)準(zhǔn)與新的標(biāo)準(zhǔn)草案在發(fā)生器組成的主要元件上有一個(gè)明顯區(qū)別:原標(biāo)準(zhǔn)講的是火花氣隙( spark gap );新的標(biāo)準(zhǔn)草案講的是高電壓開關(guān)( high voltage switch )。事實(shí)上,當(dāng)代的脈沖群發(fā)生器里的脈沖形成器件,無(wú)一例外,都是采用高壓電子開關(guān)。這一改變,對(duì)提高脈沖群發(fā)生器工作的穩(wěn)定性,從及提高試驗(yàn)脈沖的頻率起到了關(guān)鍵的作用。
在 IEC61000-4-4 : 1995 標(biāo)準(zhǔn)的附錄 A 中,曾經(jīng)有一段文字提到了采用火花氣隙充當(dāng)脈沖形成器件的弊病:
“由于火花氣隙在低于 1kV 時(shí)的機(jī)械和電氣上的不穩(wěn)定,所以對(duì)低于 2kV 的試驗(yàn)電壓要通過(guò)分壓器來(lái)得到”。
“脈沖群沖單個(gè)脈沖的重復(fù)頻率的實(shí)際值為 10kHz 到 1MHz ,然而廣泛調(diào)查的結(jié)果表明,采用固定調(diào)節(jié)火花氣隙的發(fā)生器難以再現(xiàn)這種相對(duì)較高的重復(fù)頻率,因此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了頻率較低的、有代表性的脈沖”。
所以在脈沖群試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)制定過(guò)程中,把脈沖頻率定為 2.5kHz 和 5kHz 實(shí)在是有一點(diǎn)不得以而為之的味道。隨著脈沖形成器件的更新,特別是高速高壓電子開關(guān)的選用,把脈沖頻率提高到 5kHz 和 100kHz 是理所當(dāng)然的事情,使得脈沖群抗擾度試驗(yàn)更加切合實(shí)際的干擾情況。
2.2 脈沖群發(fā)生器的特性參數(shù)
與原標(biāo)準(zhǔn)相比,在標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì)發(fā)生器特性參數(shù)規(guī)定的zui大不同表現(xiàn)為兩點(diǎn):其一,標(biāo)準(zhǔn)草案給出了兩種不同負(fù)載條件下的輸出電壓范圍, 1000 Ω負(fù)載的輸出電壓為 0.24kV ~ 3.8kV ; 50 Ω負(fù)載的輸出電壓為 0.125V ~ 2kV 。其二,標(biāo)準(zhǔn)草案將在 50 Ω負(fù)載上的每個(gè) 2kV 脈沖提供的能量為 4mJ 取消了,代之以脈沖發(fā)生器性能的可比性由下列要求(見表 3 )加以保證:
表 3. 新標(biāo)準(zhǔn)草案對(duì)脈沖群發(fā)生器特性參數(shù)的要求
在表 3 中還可以看到一點(diǎn):脈沖的重復(fù)頻率提高并不會(huì)造成對(duì)受試設(shè)備注入能量的增加,這是因?yàn)橹貜?fù)頻率自 5kHz 提高到 100kHz (頻率提高了 20 倍),但脈沖群的持續(xù)時(shí)間卻從 15ms 縮減到 0.75ms (持續(xù)時(shí)間縮減到原來(lái)的二十分之一),因此注入受試設(shè)備的脈沖總量沒(méi)變(仍為 75 個(gè)),注入受試設(shè)備的*量也就沒(méi)變,只是單位時(shí)間內(nèi)的脈沖密集程度有了增加。考慮到國(guó)外專家對(duì)脈沖群試驗(yàn)的故障機(jī)理解釋為是干擾脈沖對(duì)線路結(jié)電容的充電,脈沖頻率越高,單位時(shí)間內(nèi)的脈沖個(gè)數(shù)越多,對(duì)結(jié)電容的電荷積累也越快,越容易達(dá)到線路出錯(cuò)的閾限。因此,新的標(biāo)準(zhǔn)草案把測(cè)試頻率提高,其本質(zhì)上也是將試驗(yàn)的嚴(yán)酷程度有所提高。
2.3 發(fā)生器性能校驗(yàn)
對(duì)發(fā)生器的性能必須進(jìn)行校驗(yàn),以便對(duì)所有參與做試驗(yàn)的試驗(yàn)發(fā)生器的性能建立一個(gè)共同依據(jù)。校驗(yàn)可采用下列步驟:
在試驗(yàn)發(fā)生器的輸出端依次分別接入 50 Ω和 1k Ω的同軸衰減器,并用示波器加以監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)用示波器的- 3dB 帶寬,以及體現(xiàn)試驗(yàn)發(fā)生器負(fù)載的 50 Ω和 1k Ω的同軸衰減器的頻率響應(yīng)要求達(dá)到 400MHz 以上。其中 50 Ω是試驗(yàn)發(fā)生器的匹配負(fù)載; 1k Ω試驗(yàn)負(fù)載則體現(xiàn)了發(fā)生器的一個(gè)復(fù)合負(fù)載。不同的試驗(yàn)發(fā)生器只有在兩種的負(fù)載條件下?lián)碛邢嗤匦裕拍鼙WC在實(shí)際的抗擾度試驗(yàn)中有相互可比的試驗(yàn)結(jié)果。
校驗(yàn)中要測(cè)量單個(gè)脈沖的上升時(shí)間、持續(xù)時(shí)間和重復(fù)頻率;以及脈沖群的持續(xù)時(shí)間和重復(fù)周期,詳細(xì)記錄在案。
在表 4 中,對(duì)每一個(gè)設(shè)定電壓分別給出了在 50 Ω負(fù)載上測(cè)得的輸出電壓 V p ( 50 Ω)以及 1k Ω負(fù)載上測(cè)得的輸出電壓 V p ( 1k Ω)。其中 V p ( 50 Ω)的幅值容差為 0.5V p (開路輸出電壓)± 10% ; V p ( 1k Ω)的幅值容差為 V p ( 1k Ω)± 20% 。測(cè)量中要保證分布電容為zui小。
2.3 發(fā)生器性能校驗(yàn)
對(duì)發(fā)生器的性能必須進(jìn)行校驗(yàn),以便對(duì)所有參與做試驗(yàn)的試驗(yàn)發(fā)生器的性能建立一個(gè)共同依據(jù)。校驗(yàn)可采用下列步驟:
在試驗(yàn)發(fā)生器的輸出端依次分別接入 50 Ω和 1k Ω的同軸衰減器,并用示波器加以監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)用示波器的- 3dB 帶寬,以及體現(xiàn)試驗(yàn)發(fā)生器負(fù)載的 50 Ω和 1k Ω的同軸衰減器的頻率響應(yīng)要求達(dá)到 400MHz 以上。其中 50 Ω是試驗(yàn)發(fā)生器的匹配負(fù)載; 1k Ω試驗(yàn)負(fù)載則體現(xiàn)了發(fā)生器的一個(gè)復(fù)合負(fù)載。不同的試驗(yàn)發(fā)生器只有在兩種的負(fù)載條件下?lián)碛邢嗤匦裕拍鼙WC在實(shí)際的抗擾度試驗(yàn)中有相互可比的試驗(yàn)結(jié)果。
校驗(yàn)中要測(cè)量單個(gè)脈沖的上升時(shí)間、持續(xù)時(shí)間和重復(fù)頻率;以及脈沖群的持續(xù)時(shí)間和重復(fù)周期,詳細(xì)記錄在案。
在表 4 中,對(duì)每一個(gè)設(shè)定電壓分別給出了在 50 Ω負(fù)載上測(cè)得的輸出電壓 V p ( 50 Ω)以及 1k Ω負(fù)載上測(cè)得的輸出電壓 V p ( 1k Ω)。其中 V p ( 50 Ω)的幅值容差為 0.5V p (開路輸出電壓)± 10% ; V p ( 1k Ω)的幅值容差為 V p ( 1k Ω)± 20% 。測(cè)量中要保證分布電容為zui小。
用于電源線抗擾度試驗(yàn)的耦合 / 去耦網(wǎng)絡(luò),在原標(biāo)準(zhǔn)與新的標(biāo)準(zhǔn)草案中有一個(gè)zui大的不同點(diǎn),前者是對(duì)逐根電源線做共模抗干擾試驗(yàn);后者是對(duì)所有電源線路同時(shí)做共模抗干擾試驗(yàn)。分別見圖 1a 和圖 1b 所示。
對(duì)于耦合 / 去耦網(wǎng)絡(luò)的性能,新標(biāo)準(zhǔn)草案只從試驗(yàn)的角度,提出了對(duì)特性參數(shù)的要求:
為了保證在交流 / 直流電源端口試驗(yàn)中使用的耦合 / 去耦網(wǎng)絡(luò)性能合格,光有上述基本要求是不夠的,還必須對(duì)耦合 / 去耦網(wǎng)絡(luò)的共模輸出波形進(jìn)行校驗(yàn)。校驗(yàn)時(shí)發(fā)生器的輸出電壓設(shè)置為 4kV 。發(fā)生器的輸出接耦合 / 去耦網(wǎng)絡(luò)的輸入,耦合 / 去耦網(wǎng)絡(luò)的輸出接 50 Ω負(fù)載,記錄峰值電壓和波形。校驗(yàn)要在每一條耦合 / 去耦通路上進(jìn)行。測(cè)量結(jié)果應(yīng)該是:脈沖的上升時(shí)間為 5ns ± 30% ;脈沖持續(xù)時(shí)間對(duì) 50 Ω為 50ns ± 30% ,峰值電壓在表 4 要求上± 10 % 。
此外,當(dāng)被試設(shè)備以及電源與網(wǎng)絡(luò)脫開時(shí),在耦合 / 去耦網(wǎng)絡(luò)輸入端的殘余試驗(yàn)脈沖不超過(guò)所施試驗(yàn)電壓的 10 % 。
標(biāo)準(zhǔn)草案對(duì)波形校驗(yàn)結(jié)果一致性的規(guī)定是有重要意義的:實(shí)質(zhì)上,只有大體一致的試驗(yàn)波形才代表試驗(yàn)波形中的諧波成分及其含量的一致性,只有這樣,才能保證采用不同試驗(yàn)發(fā)生器時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果大體一致。
2.5 電容耦合夾
脈沖群對(duì)于 I/O 線、信號(hào)線、數(shù)據(jù)線和控制線抗擾度試驗(yàn)是通過(guò)電容耦合夾進(jìn)行的(如果前述耦合 / 去耦網(wǎng)絡(luò)不適合使用在 ac/dc 電源端口時(shí),也可采用電容耦合夾的耦合方式來(lái)對(duì) ac/dc 電源端口進(jìn)行試驗(yàn))。耦合夾的耦合電容取決于電纜的直徑、材料及電纜的屏蔽情況。
耦合電容典型值為 100pF ~ 1000pF (原標(biāo)準(zhǔn)是 50pF ~ 200pF )。
3- 試驗(yàn)配置
3.1 實(shí)驗(yàn)室型式試驗(yàn)的配置
關(guān)于實(shí)驗(yàn)式型式試驗(yàn)的配置,在原標(biāo)準(zhǔn)與新的標(biāo)準(zhǔn)草案里有兩張非常相似的圖(分別見本文的圖 2a 和圖 2b )。但當(dāng)你在仔細(xì)觀察這兩張圖時(shí),還是能發(fā)現(xiàn)這兩張圖的差別,zui大的不同出現(xiàn)在這兩張圖的左側(cè),是關(guān)于臺(tái)式設(shè)備的試驗(yàn)配置。
按照新標(biāo)準(zhǔn)草案的配置,無(wú)論是地面安裝設(shè)備、臺(tái)式設(shè)備、以及其他結(jié)構(gòu)形式的設(shè)備,都將放置在一塊參考接地板的上方。被試設(shè)備與參考接地板之間用 0.1m ± 0.01m 厚的絕緣支撐物隔開。新標(biāo)準(zhǔn)草案規(guī)定,凡是安裝在天花板上或是墻壁上的設(shè)備都按臺(tái)式設(shè)備來(lái)做試驗(yàn)。新標(biāo)準(zhǔn)草案還規(guī)定,試驗(yàn)發(fā)生器和耦合 / 去耦網(wǎng)絡(luò)也直接放在參考接地板上,并與參考接地板保持低阻抗連接。
新標(biāo)準(zhǔn)草案的這些變化顯得尤其重要:首先將試驗(yàn)發(fā)生器和耦合 / 去耦網(wǎng)絡(luò)直接放置在參考接地板上,并且和參考接地板相連,是因?yàn)槊}沖群試驗(yàn)對(duì)被試線路進(jìn)行共模試驗(yàn),是將干擾加在被試線路與大地之間的試驗(yàn),而試驗(yàn)中的參考接地板就代表了大地。所以將試驗(yàn)發(fā)
生器和耦合 / 去耦網(wǎng)絡(luò)放在參考接地板上是由試驗(yàn)的性質(zhì)決定的,為了不使脈沖群干擾產(chǎn)生過(guò)多衰減,試驗(yàn)發(fā)生器、耦合 / 去耦網(wǎng)絡(luò)與參考接地板的連接應(yīng)當(dāng)是低阻抗的。
新標(biāo)準(zhǔn)草案指出與被試設(shè)備連接的所有電纜要放在離地高度為 0.1m 的絕緣支架上。明確這一點(diǎn)也很重要,因?yàn)楸辉囋O(shè)備的連接電纜與參考接地板之間構(gòu)成了一個(gè)分布電容,不一樣的離地高度,構(gòu)成的分布電容也是不同的。不同的分布電容,對(duì)脈沖群高頻諧波從連接電纜上的逸出情況也將是不一樣的,會(huì)直接影響試驗(yàn)結(jié)果。
新標(biāo)準(zhǔn)草案對(duì)臺(tái)式設(shè)備試驗(yàn)配置方式的改變,則對(duì)臺(tái)式設(shè)備的試驗(yàn)嚴(yán)酷度以及試驗(yàn)結(jié)果的一致性有了極大提高。按照原標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)配置,臺(tái)式設(shè)備放在木頭桌子上,試驗(yàn)發(fā)生器放在參考接地板上(試驗(yàn)發(fā)生器的接地端子以低阻抗與參考接地板連接),迭加了干擾電壓的電源線則從地面處再伸展到臺(tái)式設(shè)備的電源輸入端。因此電源線的實(shí)際離地高度要在 80cm 以上,使得電源線相對(duì)參考平面的阻抗不能固定(不同的擺放位置有不同的阻抗),而且電源線過(guò)大的高頻阻抗(相對(duì)于電源線離開參考地平面為 10cm 的布局來(lái)說(shuō)),使得電源線上的脈沖群干擾的高頻成分大量逸出,導(dǎo)致實(shí)際進(jìn)入被試設(shè)備的干擾變?nèi)酢R虼死迷瓨?biāo)準(zhǔn)和新標(biāo)準(zhǔn)草案提供的試驗(yàn)配置對(duì)同一臺(tái)設(shè)備做試驗(yàn)時(shí),可以得出截然不同的結(jié)果。
對(duì)于耦合 / 去耦網(wǎng)絡(luò)的性能,新標(biāo)準(zhǔn)草案只從試驗(yàn)的角度,提出了對(duì)特性參數(shù)的要求:
為了保證在交流 / 直流電源端口試驗(yàn)中使用的耦合 / 去耦網(wǎng)絡(luò)性能合格,光有上述基本要求是不夠的,還必須對(duì)耦合 / 去耦網(wǎng)絡(luò)的共模輸出波形進(jìn)行校驗(yàn)。校驗(yàn)時(shí)發(fā)生器的輸出電壓設(shè)置為 4kV 。發(fā)生器的輸出接耦合 / 去耦網(wǎng)絡(luò)的輸入,耦合 / 去耦網(wǎng)絡(luò)的輸出接 50 Ω負(fù)載,記錄峰值電壓和波形。校驗(yàn)要在每一條耦合 / 去耦通路上進(jìn)行。測(cè)量結(jié)果應(yīng)該是:脈沖的上升時(shí)間為 5ns ± 30% ;脈沖持續(xù)時(shí)間對(duì) 50 Ω為 50ns ± 30% ,峰值電壓在表 4 要求上± 10 % 。
此外,當(dāng)被試設(shè)備以及電源與網(wǎng)絡(luò)脫開時(shí),在耦合 / 去耦網(wǎng)絡(luò)輸入端的殘余試驗(yàn)脈沖不超過(guò)所施試驗(yàn)電壓的 10 % 。
標(biāo)準(zhǔn)草案對(duì)波形校驗(yàn)結(jié)果一致性的規(guī)定是有重要意義的:實(shí)質(zhì)上,只有大體一致的試驗(yàn)波形才代表試驗(yàn)波形中的諧波成分及其含量的一致性,只有這樣,才能保證采用不同試驗(yàn)發(fā)生器時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果大體一致。
2.5 電容耦合夾
脈沖群對(duì)于 I/O 線、信號(hào)線、數(shù)據(jù)線和控制線抗擾度試驗(yàn)是通過(guò)電容耦合夾進(jìn)行的(如果前述耦合 / 去耦網(wǎng)絡(luò)不適合使用在 ac/dc 電源端口時(shí),也可采用電容耦合夾的耦合方式來(lái)對(duì) ac/dc 電源端口進(jìn)行試驗(yàn))。耦合夾的耦合電容取決于電纜的直徑、材料及電纜的屏蔽情況。
耦合電容典型值為 100pF ~ 1000pF (原標(biāo)準(zhǔn)是 50pF ~ 200pF )。
3- 試驗(yàn)配置
3.1 實(shí)驗(yàn)室型式試驗(yàn)的配置
關(guān)于實(shí)驗(yàn)式型式試驗(yàn)的配置,在原標(biāo)準(zhǔn)與新的標(biāo)準(zhǔn)草案里有兩張非常相似的圖(分別見本文的圖 2a 和圖 2b )。但當(dāng)你在仔細(xì)觀察這兩張圖時(shí),還是能發(fā)現(xiàn)這兩張圖的差別,zui大的不同出現(xiàn)在這兩張圖的左側(cè),是關(guān)于臺(tái)式設(shè)備的試驗(yàn)配置。
按照新標(biāo)準(zhǔn)草案的配置,無(wú)論是地面安裝設(shè)備、臺(tái)式設(shè)備、以及其他結(jié)構(gòu)形式的設(shè)備,都將放置在一塊參考接地板的上方。被試設(shè)備與參考接地板之間用 0.1m ± 0.01m 厚的絕緣支撐物隔開。新標(biāo)準(zhǔn)草案規(guī)定,凡是安裝在天花板上或是墻壁上的設(shè)備都按臺(tái)式設(shè)備來(lái)做試驗(yàn)。新標(biāo)準(zhǔn)草案還規(guī)定,試驗(yàn)發(fā)生器和耦合 / 去耦網(wǎng)絡(luò)也直接放在參考接地板上,并與參考接地板保持低阻抗連接。
新標(biāo)準(zhǔn)草案的這些變化顯得尤其重要:首先將試驗(yàn)發(fā)生器和耦合 / 去耦網(wǎng)絡(luò)直接放置在參考接地板上,并且和參考接地板相連,是因?yàn)槊}沖群試驗(yàn)對(duì)被試線路進(jìn)行共模試驗(yàn),是將干擾加在被試線路與大地之間的試驗(yàn),而試驗(yàn)中的參考接地板就代表了大地。所以將試驗(yàn)發(fā)
生器和耦合 / 去耦網(wǎng)絡(luò)放在參考接地板上是由試驗(yàn)的性質(zhì)決定的,為了不使脈沖群干擾產(chǎn)生過(guò)多衰減,試驗(yàn)發(fā)生器、耦合 / 去耦網(wǎng)絡(luò)與參考接地板的連接應(yīng)當(dāng)是低阻抗的。
新標(biāo)準(zhǔn)草案指出與被試設(shè)備連接的所有電纜要放在離地高度為 0.1m 的絕緣支架上。明確這一點(diǎn)也很重要,因?yàn)楸辉囋O(shè)備的連接電纜與參考接地板之間構(gòu)成了一個(gè)分布電容,不一樣的離地高度,構(gòu)成的分布電容也是不同的。不同的分布電容,對(duì)脈沖群高頻諧波從連接電纜上的逸出情況也將是不一樣的,會(huì)直接影響試驗(yàn)結(jié)果。
新標(biāo)準(zhǔn)草案對(duì)臺(tái)式設(shè)備試驗(yàn)配置方式的改變,則對(duì)臺(tái)式設(shè)備的試驗(yàn)嚴(yán)酷度以及試驗(yàn)結(jié)果的一致性有了極大提高。按照原標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)配置,臺(tái)式設(shè)備放在木頭桌子上,試驗(yàn)發(fā)生器放在參考接地板上(試驗(yàn)發(fā)生器的接地端子以低阻抗與參考接地板連接),迭加了干擾電壓的電源線則從地面處再伸展到臺(tái)式設(shè)備的電源輸入端。因此電源線的實(shí)際離地高度要在 80cm 以上,使得電源線相對(duì)參考平面的阻抗不能固定(不同的擺放位置有不同的阻抗),而且電源線過(guò)大的高頻阻抗(相對(duì)于電源線離開參考地平面為 10cm 的布局來(lái)說(shuō)),使得電源線上的脈沖群干擾的高頻成分大量逸出,導(dǎo)致實(shí)際進(jìn)入被試設(shè)備的干擾變?nèi)酢R虼死迷瓨?biāo)準(zhǔn)和新標(biāo)準(zhǔn)草案提供的試驗(yàn)配置對(duì)同一臺(tái)設(shè)備做試驗(yàn)時(shí),可以得出截然不同的結(jié)果。
此外,新標(biāo)準(zhǔn)草案特別指出,在耦合裝置與被試設(shè)備之間的電源線和信號(hào)線的長(zhǎng)度為 0.5m ± 0.05m ,而不是原標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的≤ 1m 。很顯然,原標(biāo)準(zhǔn)所給出的長(zhǎng)度不明確,從 0 ~ 1m 都屬適合范圍,但是不同的線長(zhǎng),脈沖群高頻諧波的逸出情況是不同的,被試設(shè)備受到的干擾實(shí)際上是在線上的傳導(dǎo)干擾和逸出到空間的輻射干擾的綜合結(jié)果。不同的線長(zhǎng),被試設(shè)備受到的傳導(dǎo)干擾和輻射干擾的比例是不同的,沒(méi)法保證試驗(yàn)結(jié)果的可比性。因此,明確被試線路的長(zhǎng)度,對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的可比性、一致性特別重要。
新標(biāo)準(zhǔn)草案還規(guī)定,如果制造商提供的不可拆卸的電源電纜的長(zhǎng)度超過(guò) 0.5m ± 0.05m ,超長(zhǎng)的電纜應(yīng)折疊起來(lái),避免成為一個(gè)扁平線圈,同時(shí)擺放在離參考接地板 0.1m 高的地方。而不是原標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電源電纜超過(guò) 1m 時(shí),超長(zhǎng)部分挽成一個(gè)直徑為 0.4m 的扁平線圈,平放在離參考接地板 0.1m 高的地方。顯然新標(biāo)準(zhǔn)草案的提法比較合理,對(duì)超長(zhǎng)線的處理也比較容易。
在新標(biāo)準(zhǔn)草案中提出了機(jī)架安裝設(shè)備的試驗(yàn)配置(見圖 3 所示),這在原標(biāo)準(zhǔn)中是沒(méi)有過(guò)的。新試驗(yàn)配置方案的提出,避免了由于試驗(yàn)人員對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的理解不一所導(dǎo)致的試驗(yàn)結(jié)果不一。
新標(biāo)準(zhǔn)草案還規(guī)定,如果制造商提供的不可拆卸的電源電纜的長(zhǎng)度超過(guò) 0.5m ± 0.05m ,超長(zhǎng)的電纜應(yīng)折疊起來(lái),避免成為一個(gè)扁平線圈,同時(shí)擺放在離參考接地板 0.1m 高的地方。而不是原標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電源電纜超過(guò) 1m 時(shí),超長(zhǎng)部分挽成一個(gè)直徑為 0.4m 的扁平線圈,平放在離參考接地板 0.1m 高的地方。顯然新標(biāo)準(zhǔn)草案的提法比較合理,對(duì)超長(zhǎng)線的處理也比較容易。
在新標(biāo)準(zhǔn)草案中提出了機(jī)架安裝設(shè)備的試驗(yàn)配置(見圖 3 所示),這在原標(biāo)準(zhǔn)中是沒(méi)有過(guò)的。新試驗(yàn)配置方案的提出,避免了由于試驗(yàn)人員對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的理解不一所導(dǎo)致的試驗(yàn)結(jié)果不一。
3.2 設(shè)備安裝后的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)配置
設(shè)備在安裝現(xiàn)場(chǎng)的試驗(yàn)配置,包括電源端子和 I/O 以及通信端口上的試驗(yàn),在新標(biāo)準(zhǔn)草案與原標(biāo)準(zhǔn)中都保持基本不變。只是經(jīng)軟線和插頭連接到電源的非固定被試設(shè)備在脈沖注入的方法及耦合 / 去耦網(wǎng)絡(luò)與被試設(shè)備的距離作了與在實(shí)驗(yàn)室配置相類似變更。
4- 試驗(yàn)方法
關(guān)于試驗(yàn)計(jì)劃中的試驗(yàn)時(shí)間,在原標(biāo)準(zhǔn)中只寫不低于 1 分鐘。而在新標(biāo)準(zhǔn)草案寫道,
為了加速試驗(yàn),選擇試驗(yàn)時(shí)間為 1 分鐘。試驗(yàn)時(shí)間可以分割成 6 個(gè) 10 秒的脈沖群,每次間隔暫停 10 秒鐘。在實(shí)際的環(huán)境中,脈沖群是隨機(jī)發(fā)生的獨(dú)立事件,故不傾向于將脈沖群與被試設(shè)備的信號(hào)同步。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的制定委員會(huì)可以選擇其他的試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間。
設(shè)備在安裝現(xiàn)場(chǎng)的試驗(yàn)配置,包括電源端子和 I/O 以及通信端口上的試驗(yàn),在新標(biāo)準(zhǔn)草案與原標(biāo)準(zhǔn)中都保持基本不變。只是經(jīng)軟線和插頭連接到電源的非固定被試設(shè)備在脈沖注入的方法及耦合 / 去耦網(wǎng)絡(luò)與被試設(shè)備的距離作了與在實(shí)驗(yàn)室配置相類似變更。
4- 試驗(yàn)方法
關(guān)于試驗(yàn)計(jì)劃中的試驗(yàn)時(shí)間,在原標(biāo)準(zhǔn)中只寫不低于 1 分鐘。而在新標(biāo)準(zhǔn)草案寫道,
為了加速試驗(yàn),選擇試驗(yàn)時(shí)間為 1 分鐘。試驗(yàn)時(shí)間可以分割成 6 個(gè) 10 秒的脈沖群,每次間隔暫停 10 秒鐘。在實(shí)際的環(huán)境中,脈沖群是隨機(jī)發(fā)生的獨(dú)立事件,故不傾向于將脈沖群與被試設(shè)備的信號(hào)同步。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的制定委員會(huì)可以選擇其他的試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間。