传导抗扰度测试

 

采用匹配的功放、注入装置和试验布置是保障传导抗扰度测试一致性和有效性的基础。射频传导抗扰度（CI）测试是替代低频辐射抗扰度（RI）测试的一种测试方法和标准。由于天线尺寸、近场和接地的相互作用，低频RI测试存在不可避免的问题。在较低频率下的辐射能量更有可能进入设备的输入/输出线路，因此设计了CI测试方法和标准取代辐射场对被测设备线缆耦合干扰的影响。系统内各个设备的选择十分重要，运用合适正确的方法才能得出可靠的CI测试结果。

 

辐射的电磁能量是如何耦合到线缆内部的？

 

任何导体只要在给定的频率下产生谐振，都可以被视为一个天线，耦合一部分电磁场的能量。平面波的自由空间阻抗约为377Ω。一只天线或等效的线缆通过阻抗转换，其导体内才能产生电流。天线阻抗范围可以从1/4波长的73Ω到折叠偶极子的280Ω（图一）。因此，测试方法采用较低的阻抗值上产生的电平，也就是50和150Ω。多个导体产生的电流很可能是不平衡的，也就是说，幅度和相位不相等，然而，所有CI测试方法都是共模测试，或者说在所有导体上施加的幅度和相位是相同的。

图1：耦合模式

 

使用什么技术来给测试线缆注入电流/电压

 

将电流注入测试线缆有4种方法，包括耦合/去耦网络（CDN）、大电流注入（BCI）、电磁夹具（EM）和管状波形夹具(TWC)、直接注入。

 

耦合去耦网络

图2：CDN原理图，2路导线

 

图2为使用耦合去耦网络（CDN）通过无源器件向测试线缆导体注入测试信号

 

隔离辅助设备（AE），固定阻抗（150Ω），和实现低电平注入是CDN方法的主要优点。固定的端接阻抗使得在整个测试频率范围保持一个稳定的试验电平而不受线缆谐振的影响。然而CDN方法的缺点也很明显，需要准备不同类型的CDN来匹配不同的测试线缆连接器、导体、电流要求，还有一些串口通讯信号受到滤波的影响可能会导致性能下降。

 

大电流注入

图3：大电流注入探头

 

图3为大电流注入设备，使用电感耦合方式向测试导体注入测试信号

 

这个方法在线缆小于探头内径的条件下可以做到只需一个设备便可匹配任何线缆的测试需求，而探头的频率范围、损耗、和额定功率这几个指标需要仔细斟酌。这个方法也不需要像CDN一样端接一个固定阻抗。线缆有一个从接近零到兆Ω的自然振谐阻抗范围，测试中要注意控制注入电流避免过度测试。但是，正如同上面所说，除非线缆可以充当天线，否则不会产生有效的辐射能量。所以在一个频带上产生一个固定测试电平不是一个很大的问题，当振谐接近天线阻抗时测试参数会更加准确。

 

 电磁钳（EM）和管状波夹具（TWC）

 

这些设备通过电感耦合将测试信号注入测试线缆导体中，跟BCI有相同的特点，但是EM和TWC还提供电容耦合（图4和图5），因此能扩展到更高的测试频率范围。

图4：电磁钳

图5：管状波夹具

 

直接注入

 

将电流/电压直接注入测试线缆是最简单的方法。电阻和电容直接连接导体。但是应用起来比较繁琐，它需要破坏线缆的绝缘层并与中心导体进行电气连接（如图6）。

图6：直接注入 IEC 61000-4-6

 

校准方法

 

由于测试线缆阻抗的不确定性，必须进行系统校准以确定符合测试标准的适当的测试电平。校准是用50Ω还是150Ω固定阻抗是取决于测试标准。BCI、EM和TWC夹具有一个校准夹具。如图7所示，校准夹具安装在某一路导体的接口上，一边端接，一边连接测试设备。在图8中当功率调整到满足测试电平时，整个测试频段内的前向功率会被记录下来。CDN校准和IEC61000-4-6类似，除了终端阻抗一直是150Ω（图9）。

图7：BCI 校准夹具

图8：夹具校准布置 IEC 61000-4-6

 

图9：CDN校准设置 IEC 61000-4-6

 

测试方法

 

像RI测试一样，CI测试是使用替代法和闭环法来进行的。替代法是使用校准过程中记录的电平来施加测试电平，监控探头要确保饱和的情况不会发生（图10）。闭环法就是实时监控测试电缆上的电流和电压。

 

测试桌也是一个关键因素（如图11），桌子的布局是要针对测试标准而定。

图10：测试布置 MIL-STD 461G CS114

图11：测试桌布局MIL-STD 461G

 

结论

 

试验设备的选择至关重要，因为功率放大器、注入装置和测试布置的不同组合可谓失之毫厘，差之千里。懂得这一简单的道理对执行一个重复有效的CI测试系统会有很大帮助。传导抗扰度测试在低频测试的时候会替代辐射抗扰度测试。明确测试标准的要求和相应的校准是很有必要的，理解测试的目的和应用恰当的方法会让测试达到事半功倍的效果。

 

 

来源：亦锋科技

关键词： 传导抗扰度测试