傳導(dǎo)抗擾度測(cè)試：RadiMation四種電流注入方法應(yīng)對(duì)低頻段射頻場(chǎng)模擬挑戰(zhàn)

一、介紹

傳導(dǎo)抗擾度測(cè)試是對(duì)電纜中射頻電流的模擬，這些電流是由工作在較低頻段的發(fā)射機(jī)的射頻場(chǎng)引起的。在低于30 MHz的頻率下，很難在電波暗室中產(chǎn)生射頻場(chǎng)。這是由于測(cè)試信號(hào)的波長(zhǎng)在較低頻率（l [m]=300/f[MHz]）下變得越來(lái)越長(zhǎng)，因此發(fā)射天線變得非常長(zhǎng)（30 MHz時(shí)±5米）或效率極低。大多數(shù)電波暗室的尺寸不允許天線大于5米（labda/2）。

另一方面，當(dāng)使用較小的天線時(shí)，產(chǎn)生場(chǎng)所需的功率變得非常高。對(duì)于3米EUT、天線間隔為30 MHz的情況，需要大約500 W的發(fā)射功率。對(duì)于低于30 MHz的頻率，所需功率迅速增加到幾千瓦。在傳導(dǎo)抗擾度測(cè)試期間，射頻電流被注入到被測(cè)設(shè)備的布線中。不同的EMC標(biāo)準(zhǔn)使用不同的方法來(lái)控制注入電流。

RadiMation?測(cè)試軟件支持四種不同的電流注入方法。

二、測(cè)試方法

（一）替代法

在根據(jù)替代法的電流注入測(cè)試期間，將恒定電壓施加到注入鉗。相關(guān)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)有：

1.EN61000-4-6

對(duì)于符合EN61000-4-6的測(cè)試，使用CDN（耦合設(shè)備網(wǎng)絡(luò)）或特性阻抗為150 Ω的注入鉗。在進(jìn)行實(shí)際測(cè)試之前，需要對(duì)測(cè)試裝置進(jìn)行校準(zhǔn)。電流鉗的校準(zhǔn)方法請(qǐng)參見(jiàn)“校準(zhǔn)”一章。在校準(zhǔn)過(guò)程中，會(huì)生成一個(gè)校準(zhǔn)文件，其中包含每個(gè)測(cè)試頻率的驅(qū)動(dòng)電平。校準(zhǔn)文件中記錄的值是鉗位器的正向功率電平，這是向150 Ω參考線注入恒定電流所必需的。例如，如果必須注入10 Vrms的測(cè)試電平，則在150 Ω參考線中注入33 mA的電流(10 Vrms/(150 Ω+150 Ω))。

校準(zhǔn)測(cè)試設(shè)置后，可以使用校準(zhǔn)文件執(zhí)行測(cè)試。

測(cè)試期間注入EUT（被測(cè)設(shè)備）電纜的電流將由電纜的阻抗和注入鉗的150 Ω決定。最壞的情況是，注入電流將是校準(zhǔn)期間注入電流的兩倍。

2.95/54/EEG

汽車(chē)和軍事應(yīng)用的測(cè)試通常被稱(chēng)為大電流注入（BCI）測(cè)試。對(duì)于根據(jù)95/54/EEG進(jìn)行的測(cè)試，使用大電流注入鉗。在進(jìn)行實(shí)際測(cè)試之前，需要對(duì)測(cè)試裝置進(jìn)行校準(zhǔn)。

大電流注入裝置在校準(zhǔn)過(guò)程中，會(huì)生成一個(gè)校準(zhǔn)文件，其中包含每個(gè)測(cè)試頻率的驅(qū)動(dòng)電平。校準(zhǔn)文件中記錄的值是鉗位器的正向功率電平，這是向100 Ω校準(zhǔn)夾具注入恒定電流所必需的。

校準(zhǔn)測(cè)試設(shè)置后，可以使用校準(zhǔn)文件執(zhí)行測(cè)試。

（二）閉環(huán)法（實(shí)時(shí)調(diào)平）

在根據(jù)“閉環(huán)”方法進(jìn)行傳導(dǎo)抗擾度測(cè)試期間，測(cè)試期間的注入電流實(shí)時(shí)調(diào)平至所需值。對(duì)于“當(dāng)前調(diào)平”測(cè)試，不需要校準(zhǔn)文件。一些EMC標(biāo)準(zhǔn)（例如汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)）描述了當(dāng)前的電平測(cè)試方法。

一些EMC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定使用選擇性功率計(jì)，例如頻譜分析儀。選擇性功率計(jì)僅測(cè)量注入電流的基頻，而寬帶功率計(jì)則測(cè)量基頻及其所有諧波。另一方面，寬帶功率計(jì)比頻譜分析儀的幅度精度要準(zhǔn)確得多。RadiMation只需選擇相應(yīng)的功率計(jì)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序即可支持頻譜分析儀和功率計(jì)的使用。

（三）固定功率法（開(kāi)環(huán)法）

固定功率法在各種EMC測(cè)試中非常有用。在電流注入測(cè)試期間，可以使用此方法來(lái)實(shí)現(xiàn)放大器能夠生成的最大注入電流。盡管這在整個(gè)頻率范圍內(nèi)不會(huì)是恒定電流，但它在工程工作中很有用。

固定功率法可以通過(guò)三種不同的方式進(jìn)行：

1）固定信號(hào)發(fā)生器輸出電平。使用固定發(fā)生器輸出電平進(jìn)行的測(cè)試不考慮電纜損耗和放大器頻率響應(yīng)。這些測(cè)試期間不需要功率計(jì)，因此測(cè)試速度高于固定前向和固定發(fā)射功率測(cè)試。

2）固定正向功率電平。使用固定正向功率電平進(jìn)行的測(cè)試確實(shí)會(huì)考慮電纜損耗和放大器頻率響應(yīng)。這些測(cè)試期間需要一臺(tái)功率計(jì)。該測(cè)試方法沒(méi)有考慮放大器和電流探頭之間的VSWR不匹配（即：僅電流探頭的正向功率和傳輸阻抗不足以計(jì)算實(shí)際注入電流）。

3）固定凈率電平進(jìn)行的測(cè)試會(huì)考慮電纜損耗、放大器頻率響應(yīng)和VSWR失配。這些測(cè)試期間需要兩臺(tái)功率計(jì)，一臺(tái)用于測(cè)量正向功率，另一臺(tái)用于測(cè)量反射功率。正向功率和反射功率之差就是凈功率。

（四）最低性能法

RadiMation?軟件包還支持特定方法來(lái)確定被測(cè)設(shè)備的最低性能水平。該方法與前述方法的不同之處在于，該方法不生成固定的指定注入電流，而是根據(jù)被測(cè)設(shè)備的敏感性生成變化的注入電流。

該方法在很大程度上依賴(lài)于EUT監(jiān)控，來(lái)確定被測(cè)設(shè)備在哪個(gè)級(jí)別受到影響。在測(cè)試開(kāi)始之前，必須配置相關(guān)的A/D通道。按下配置屏幕上的輸入按鈕即可執(zhí)行此操作。

測(cè)試從（低）注入水平開(kāi)始，然后電流以指定的增量增加，直到出現(xiàn)兩種情況之一。電流受到放大器保護(hù)的限制，否則被測(cè)設(shè)備將受到影響而超出指定的限制。然后，場(chǎng)強(qiáng)按照指定的步長(zhǎng)減小，軟件將更改為下一個(gè)頻率點(diǎn)。該測(cè)試將生成一個(gè)圖表，顯示被測(cè)設(shè)備不受電流注入影響的程度。

（五）校準(zhǔn)方法

RadiMation?支持三種不同的功率校準(zhǔn)方式。在校準(zhǔn)配置過(guò)程中，應(yīng)選擇所需的方法。在測(cè)試過(guò)程中，當(dāng)選擇校準(zhǔn)文件時(shí)，RadiMation?將自動(dòng)選擇校準(zhǔn)過(guò)程中使用的方法。

1.信號(hào)發(fā)生器電平校準(zhǔn)

當(dāng)使用信號(hào)發(fā)生器電平校準(zhǔn)時(shí)，校準(zhǔn)期間僅記錄信號(hào)發(fā)生器電平。在測(cè)試期間，將重新建立校準(zhǔn)期間記錄的信號(hào)功率。該方法沒(méi)有考慮放大器的不穩(wěn)定性或波動(dòng)。在這種校準(zhǔn)方法中，不需要前向和反射功率計(jì)。此方法不如前向功率和凈功率校準(zhǔn)準(zhǔn)確，因此不建議用于完全合規(guī)性測(cè)試。由于不使用功率計(jì)，因此該方法是執(zhí)行測(cè)試最快的方法。

2.正向功率校準(zhǔn)

在正向功率校準(zhǔn)期間，記錄正向功率。測(cè)試期間，正向功率保持與校準(zhǔn)期間相同。使用此方法時(shí)，放大器漂移不會(huì)對(duì)測(cè)試產(chǎn)生影響，因?yàn)橹匦陆⒘伺c校準(zhǔn)期間相同的放大器輸出功率。

3.凈功率校準(zhǔn)

在凈功率校準(zhǔn)期間，記錄前向和反射功率。前向功率和反射功率之間的差值是凈功率。當(dāng)凈功率校準(zhǔn)后，則在測(cè)試過(guò)程中，凈功率將保持與校準(zhǔn)時(shí)相同。該方法的優(yōu)點(diǎn)是，當(dāng)大型金屬EUT放置在天線前面時(shí)，發(fā)射功率也會(huì)調(diào)整為與校準(zhǔn)期間相同。在這種情況下，一些RF能量可能會(huì)反射回天線，從而導(dǎo)致更差的駐波比。如果在這種情況下使用正向功率校準(zhǔn)或信號(hào)發(fā)生器電平校準(zhǔn)，則不會(huì)補(bǔ)償該影響。校準(zhǔn)凈功率時(shí)，凈功率與校準(zhǔn)期間保持相同。當(dāng)進(jìn)行凈功率校準(zhǔn)時(shí)，該校準(zhǔn)文件還可以用于執(zhí)行信號(hào)發(fā)生器替代測(cè)試或正向功率替代測(cè)試。在正向功率校準(zhǔn)期間，記錄校準(zhǔn)期間的信號(hào)發(fā)生器電平、正向功率電平和場(chǎng)強(qiáng)。

審核編輯 黃宇