CDN法測試與輻射騷擾的電波暗室法對比驗(yàn)證

1、CDN法測試與輻射騷擾的電波暗室法對比驗(yàn)證【摘要】依據(jù)最新版電氣照明和類似設(shè)備的無線電騷擾特性的限值和測量方法要求，在全面對比分析燈具產(chǎn)品輻射騷擾測試的電波暗室法和CDN法試驗(yàn)方法及試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，本文重點(diǎn)總結(jié)了兩種方法的差異性及其成因，并結(jié)合當(dāng)前行業(yè)內(nèi)的做法，就CDN試驗(yàn)方法的應(yīng)用提出個人見解。【關(guān)鍵詞】電波暗室法 CDN法 探析1.概況介紹相對于舊版本的燈具類產(chǎn)品EMC標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)最新版本CISPR 15 / EN 55015 / GB 17743 電氣照明和類似設(shè)備的無線電騷擾特性的限值和測量方法要求，需要增加測量頻率范圍30MHz300MHz的輻射騷擾場強(qiáng)，測量方法可以為：（1）依據(jù)C

2、ISPR 22在開闊場或電波暗室進(jìn)行試驗(yàn)，應(yīng)用CISPR 22:2008第10章規(guī)定的方法。（2）使用符合下列要求的耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)（CDN）進(jìn)行測量： CDN 阻抗參數(shù)在IEC 61000-4-6 中規(guī)定；Zce阻抗應(yīng)為150，在擴(kuò)展的80MHz300MHz 頻率范圍內(nèi)公差為+60 /-60 。CDN測試試驗(yàn)布置如下圖1所示，照明設(shè)備放置在一塊或者多塊非導(dǎo)電木塊上，木塊高度為（10±0.2）cm，再將木塊放置在接地金屬板上，金屬板的尺寸比照明設(shè)備至少大20cm。照明設(shè)備通過一根長（20±10）cm 的電源電纜與適當(dāng)?shù)鸟詈?去耦網(wǎng)絡(luò)相連接，電纜離金屬板的距離應(yīng)為（4±

3、;1）cm，并使用高度為（4±0.2）cm 的非導(dǎo)電支撐件，CDN安裝在金屬板上。如果照明設(shè)備有控制端子，這些端子用同樣的方法連接到CDN-AF2，見IEC 61000-4-6。CDN測試試驗(yàn)布置操作步驟如下：（1）把CDN、測量接收機(jī)的地線進(jìn)行接地連接，并確保接地良好；（2）接上被測設(shè)備EUT；（3）把CDN網(wǎng)絡(luò)的電源輸入端連接到供電電源；（4）將CDN網(wǎng)絡(luò)的BNC射頻端口連接上測量接收機(jī)；（5）由于在CDN的RF輸出端有6dB衰減器，6dB也應(yīng)修正到最終結(jié)果中。測量可以在無屏蔽的室內(nèi)進(jìn)行，離導(dǎo)電部件的距離應(yīng)大于40cm。圖1 測試布置示意圖R測量接收機(jī) CDN耦合/去耦網(wǎng)絡(luò) SV

4、電源 EUT受試設(shè)備 MP接地平板 T6dB, 50衰減器2驗(yàn)證分析2.1實(shí)際產(chǎn)品測試對比2.1.1 電波暗室法測試按照電波暗室法試驗(yàn)布置，選擇一個燈具樣品進(jìn)行測試，試驗(yàn)結(jié)果如下所示。實(shí)際產(chǎn)品用電波暗室法測試數(shù)圖一覽EUT NameLED LampTest distance:3mOperation Mode:Normal operationLimit:CISPR 15Environment:Tem:24 Hum:51%101kPaANT Polarity:HorizontalVoltage Supply:230V/50HzDetected Peaks:Frequency (MHz)PK Max

5、Hold dB(V/m)QP Value dB(V/m)QP Limit dB(V/m)QP MargindBPolarityH / VResult110.36347.140.740-0.7HFail189.14749.743.040-3.0HFailEUT NameLED LampTest distance:3mOperation Mode:Normal operationLimit:CISPR 15Environment:Tem:24 Hum:51%101kPaANT Polarity:VerticalVoltage Supply:230V/50HzDetected Peaks:Frequ

6、ency (MHz)PK MaxHold dB(V/m)QP Value dB(V/m)QP Limit dB(V/m)QP MargindBPolarityH / VResult73.54352.247.040-7.0VFail97.35053.447.640-7.6VFail171.21052.145.640-5.6VFail2.1.2 CDN方法測試按照CDN方法試驗(yàn)布置，采用CDN方法該燈具樣品進(jìn)行輻射測試，試驗(yàn)結(jié)果如下所示。實(shí)際產(chǎn)品用CDN方法測試數(shù)圖一覽EUT NameLED LampLimit:CISPR 15Operation Mode:Normal operationVolt

7、age Supply:230V/50HzEnvironment:Tem:24 Hum:51%101kPaRemark:CDN MethodDetected Peaks:Frequency (MHz)PK MaxHold dB(V)QP Value dB(V)QP Limit dB(V)QP MargindBResult110.32067.459.254-5.2Fail179.84065.357.054-3.0Fail2.1.3測試布置依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，電波暗室法和CDN方法試驗(yàn)布置如圖2和圖3所示。圖2電波暗室法試驗(yàn)布置圖3 CDN方法試驗(yàn)布置2.2 使用梳狀信號發(fā)生器對比分析一直以來，我們在積極

8、地探尋一種標(biāo)準(zhǔn)信號源，通過該設(shè)備可以非常直觀地驗(yàn)證電波暗室法和CDN方法之間存在的差異以及一致性問題。最終確定是否可以用梳狀信號發(fā)生器進(jìn)行嘗試，但其合理性有待商榷。2.2.1 使用梳狀信號發(fā)生器的電波暗室法試驗(yàn)采用梳狀信號發(fā)生器用電波暗室法進(jìn)行輻射測試，試驗(yàn)結(jié)果如下所示。梳狀信號源用電波暗室法測試數(shù)圖一覽EUT NameSignal GeneratorTest distance:3mOperation Mode:5MHzLimit:CISPR 15Environment:Tem:24 Hum:51%101kPaANT Polarity:VerticalDetected Peaks:Freque

9、ncy (MHz)PK MaxHold dB(V/m)QP Value dB(V/m)QP Limit dB(V/m)QP MargindBPolarityH / VResult50.00046.346.1/V/100.00051.351.11/V/150.00052.652.4/V/200.00053.753.6/V/250.0006363.863.7/V/2.2.2 使用梳狀信號發(fā)生器的CDN方法試驗(yàn)采用梳狀信號發(fā)生器用CDN方法進(jìn)行輻射測試，試驗(yàn)結(jié)果如下所示。梳狀信號源用CDN方法測試數(shù)圖一覽EUT NameSignal GeneratorLimit:CISPR 15Operation

10、Mode:5MHzRemark:CDN MethodEnvironment:Tem:24 Hum:51%101kPaDetected Peaks:Frequency (MHz)PK MaxHold dB(V)QP Value dB(V)QP Limit dB(V)QP MargindBResult50.00076.976.8/100.00079.078.9/150.00073.273.1/200.00069.669.5/250.00073.373.2/2.2.3 使用梳狀信號發(fā)生器的測試布置為了進(jìn)一步驗(yàn)證電波暗室法和CDN方法測試結(jié)果的差異和一致性，我們采用梳狀信號發(fā)生器運(yùn)用這兩種方法分別進(jìn)行

11、測試，試驗(yàn)布置如圖4和圖5所示。圖4使用梳狀信號發(fā)生器的電波暗室法試驗(yàn)布置圖5使用梳狀信號發(fā)生器的CDN方法試驗(yàn)布2.3 驗(yàn)證分析結(jié)論基于當(dāng)前的測試設(shè)備和測試方法，從上述測試數(shù)據(jù)對比來看，電波暗室法和CDN方法之間的輻射騷擾測試結(jié)果在頻點(diǎn)和幅度方面還是存在一定的差異。本文認(rèn)為，導(dǎo)致差異的原因大致有以下：第一，一部分由測試設(shè)備、測試場地、測試人員以及環(huán)境條件等客觀因素所構(gòu)成的測量不確定度引起，這些差異往往是固有的、不可消除的；第二，鑒于CDN方法和電波暗室法在測試原理方面的區(qū)別，通過查詢一些相關(guān)資料了解到，即便各方面都滿足要求，兩者之間的差異也會客觀存在；第三，相對于在電波暗室通過空間方式測試輻

12、射騷擾，CDN方法在EUT和測量設(shè)備之間需要進(jìn)行線纜的物理連接，而連接質(zhì)量的狀況會直接影響到最終結(jié)果，特別是高頻部分。雖然此次用梳狀信號發(fā)生器驗(yàn)證時(shí)采用的是焊接，但我們可以看到對高頻部分還是有一定的影響；第四，CISPR 15附錄B的B.1概述中指出：如果照明設(shè)備符合本附錄的要求，則認(rèn)為符合本標(biāo)準(zhǔn)4.4.2規(guī)定的30MHz300MHz頻率范圍內(nèi)輻射騷擾的要求?？梢钥闯?，標(biāo)準(zhǔn)沒有明確指出當(dāng)兩者的結(jié)論出現(xiàn)爭議時(shí)，應(yīng)以哪一種方法為準(zhǔn)。因此，本文認(rèn)為，基于符合要求的測量設(shè)備、測量場地和測量步驟，標(biāo)準(zhǔn)承認(rèn)這兩種方法在測試結(jié)論的判定方面客觀存在的差異。3.業(yè)內(nèi)掃描鑒于上述驗(yàn)證分析結(jié)論，通過與行業(yè)內(nèi)其他機(jī)構(gòu)

13、技術(shù)人員溝通了解，進(jìn)而獲悉兩種測試方法之間的確存在差異。同時(shí)，進(jìn)一步了解到其他一些實(shí)驗(yàn)室（如SGS、 Nemko、TUV萊茵、TUV PS、 Intertek等）對CISPR 15所提出的輻射騷擾測試的CDN方法仍然保持比較審慎的態(tài)度，基本上還是沿用傳統(tǒng)的電波暗室法進(jìn)行測試。在了解到的諸多實(shí)驗(yàn)室中，也會有實(shí)驗(yàn)室在客戶的強(qiáng)烈要求下偶爾采用CDN方法。然而，他們通常默認(rèn)的并向客戶推薦的還是在電波暗室內(nèi)進(jìn)行燈具的輻射測試，不管是認(rèn)證項(xiàng)目還是客戶的摸底測試。4.初探觀點(diǎn)基于以下因素，本文認(rèn)為目前對采用CDN方法進(jìn)行燈具產(chǎn)品的輻射騷擾測試仍需保持謹(jǐn)慎保守的態(tài)度較妥。首先，作為人們?nèi)粘Ｉ畋夭豢扇钡恼彰髌?/p>

14、具，在全球“低碳環(huán)?！钡南M(fèi)理念指引下，燈具行業(yè)制造商紛紛大量地推出種類繁多的節(jié)能產(chǎn)品，這也給從事燈具產(chǎn)品研發(fā)調(diào)試、出廠/入廠檢測以及認(rèn)證檢測等環(huán)節(jié)缺乏電波暗室條件的工作帶來一定的壓力，CISPR 15所提出的CDN方法無疑是對這一狀況的變通和緩解。而我們具備電波暗室的硬件優(yōu)勢，并且從目前測試場地的統(tǒng)籌安排來看還有一定的協(xié)調(diào)空間。其次，行業(yè)內(nèi)很多“品牌機(jī)構(gòu)”依然沿用電波暗室測試方法，測試方法的一致性有利于保證測試結(jié)論的一致性。最后，根據(jù)個人和實(shí)驗(yàn)室同事所做的大量燈具產(chǎn)品輻射騷擾經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，所測得EUT的最差結(jié)果一般是在接收天線處于垂直極性時(shí)，這與測試布置中EUT電源線的擺放一致。不可否認(rèn)，燈具產(chǎn)

15、品的輻射與其線纜，特別是電源線有著極大的關(guān)系。綜合這一現(xiàn)象，標(biāo)準(zhǔn)起草者提出用CDN方法對電源線的測試來替代電波暗室法進(jìn)行輻射騷擾測試便順理成章，并根據(jù)上限頻率300MHz的波長規(guī)定了測試布置中電源線的長度。然而，面對燈具產(chǎn)品種類的多樣化和時(shí)鐘頻率的不斷提高，相對于傳統(tǒng)的電波暗室法，CDN方法應(yīng)該不是一種完美的替代。當(dāng)然，如果客戶對燈具產(chǎn)品的CDN方法有一定的需求，在明確產(chǎn)品特性的前提下并和客戶溝通的基礎(chǔ)上，我們完全可以考慮嘗試該方法。參考文獻(xiàn)：1 CISPR 15:2009Z. Limits and methods of measurement of radio disturbance characteristics of electrical lighting and similar equipment.2 CISPR 22:2008Z.Information technology equipment Radio disturbance characteristics Limits and methods of measurement. 3 IEC 61000-4-6: