電磁兼容測(cè)試和控制技術(shù)

1、電磁兼容測(cè)試和控制技術(shù)北京交通大學(xué)抗電磁干擾研究中心 沙斐1.電磁兼容測(cè)試電磁兼容測(cè)試貫穿在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、開發(fā) 生產(chǎn)、使用和維護(hù)的整個(gè)周期，對(duì)設(shè)備達(dá)到電磁兼容起到至關(guān)重要的作用。電磁兼容(EMC)測(cè)試按其目的可分為診斷測(cè)試和達(dá)標(biāo)測(cè)試。診斷測(cè)試的目的是調(diào)查產(chǎn)生電磁兼容問題的原因，確定產(chǎn)生噪聲和被干擾的具體部位，從而為采取抑制措施做準(zhǔn)備。達(dá)標(biāo)測(cè)試是根據(jù)有關(guān)電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法對(duì)設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，評(píng)估其是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)提出的要求。產(chǎn)品在定型和進(jìn)人市場(chǎng)之前必須進(jìn)行達(dá)標(biāo)測(cè)試。電磁兼容(EMC)測(cè)試按其內(nèi)容可分為電磁騷擾（EMI）發(fā)射測(cè)試和設(shè)備的抗擾度（EMS）測(cè)試。EMI測(cè)試是測(cè)量設(shè)備向外界發(fā)射的騷擾，EMS測(cè)

2、試時(shí)給設(shè)備外加各種騷擾，測(cè)試設(shè)備的敏感度，即抗干擾能力。應(yīng)該指出的是電磁兼容測(cè)試并不僅僅是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行的簡(jiǎn)單操作。同樣的測(cè)量儀器、場(chǎng)地和測(cè)試步驟，不同的人操作得出的結(jié)果可能大相徑庭，這主要取決于操作人員的素質(zhì)。電磁兼容測(cè)試人員應(yīng)具備廣泛的知識(shí)，因?yàn)殡姶偶嫒輪栴}涉及到電磁場(chǎng)、微波、傳輸線、天線、電波傳播、電路、計(jì)算機(jī)等基礎(chǔ)理論；同時(shí)還應(yīng)對(duì)各種被檢測(cè)的設(shè)備的工作原理要有大概的了解，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法要進(jìn)行仔細(xì)的研究，知其然，還要知其所以然。在實(shí)際測(cè)試中，要善于發(fā)現(xiàn)問題，并且能用所學(xué)原理解決問題，從而不斷地積累經(jīng)驗(yàn)。1.1電磁騷擾發(fā)射測(cè)試電磁騷擾發(fā)射（EMI）包括輻射發(fā)射（RE）和傳導(dǎo)發(fā)射（CE

3、）。輻射發(fā)射測(cè)試是測(cè)量受試設(shè)備（EUT）通過空間傳播的騷擾輻射場(chǎng)強(qiáng)。傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)試是測(cè)量受試設(shè)備（EUT）通過電源線或信號(hào)線向外發(fā)射的騷擾電壓和電流。 騷擾的輻射發(fā)射測(cè)試（9KHz18GHz）在30MHz18GHz頻率段，測(cè)量騷擾的電場(chǎng)強(qiáng)度。1GHz以下使用開闊場(chǎng)地或半電波暗室，模擬半自由空間；1GHz以上使用全電波暗室，模擬自由空間。如采用替代法測(cè)量，則測(cè)試場(chǎng)地可用開闊場(chǎng)地、半電波暗室或全電波暗室，測(cè)量結(jié)果用發(fā)射功率表示。在9KHz30MHz頻率段，測(cè)量騷擾的磁場(chǎng)強(qiáng)度。如果EUT較小，則將其放在大磁環(huán)天線（LLA）中，測(cè)量騷擾磁場(chǎng)的感應(yīng)電流。如果EUT較大，則采用遠(yuǎn)天線法，用單小環(huán)在規(guī)定距離測(cè)

4、量騷擾的磁場(chǎng)強(qiáng)度。30MHz1000MHz頻率段的輻射發(fā)射測(cè)試為了對(duì)輻射騷擾有一個(gè)統(tǒng)一的度量，標(biāo)準(zhǔn)不但對(duì)測(cè)量布置、測(cè)量方法作了規(guī)定，而且對(duì)騷擾測(cè)量儀、天線和測(cè)量場(chǎng)地都作了嚴(yán)格的規(guī)定，現(xiàn)分別加以討論。(1) 測(cè)量布置和測(cè)量方法標(biāo)準(zhǔn)要求測(cè)試在開闊場(chǎng)地或半電波暗室內(nèi)進(jìn)行，場(chǎng)地必須符合NSA（歸一化場(chǎng)地衰減）的要求。測(cè)試布置如圖1所示。測(cè)試天線和受試設(shè)備（EUT）之間的距離應(yīng)符合遠(yuǎn)場(chǎng)條件，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為3、10m或30m。遠(yuǎn)場(chǎng)的場(chǎng)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，電場(chǎng)方向、磁場(chǎng)方向和電波傳播方向三者互相垂直，波阻抗即電場(chǎng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度之比為377，場(chǎng)強(qiáng)隨距離一次方衰減。近場(chǎng)的場(chǎng)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，在電波傳播方向存在電場(chǎng)或磁場(chǎng)的分量

5、，三者不一定互相垂直，波阻抗不為常數(shù)而是隨距離變化，場(chǎng)強(qiáng)隨距離平方或三次方衰減。圖1 30MHz1000MHz輻射發(fā)射測(cè)試的布置比較近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)的特性可知，在遠(yuǎn)場(chǎng)條件下測(cè)量場(chǎng)強(qiáng)一致性和重復(fù)性較好，測(cè)量誤差較小。在遠(yuǎn)場(chǎng)條件下測(cè)試距離d應(yīng)滿足下列情況：a) d /2, 如EUT被看作是偶極子天線，則誤差為3dB。b) d ， 可看作是平面波，如EUT被看作是偶極子天線，則誤差為0.5dB。c) d 2D2/， D為EUT的最大尺寸，該條件僅適用于D>>的情況。在30MHz1000MHz頻率段，為10m0.3m, d=3m、10m、30m時(shí)都符合上述遠(yuǎn)場(chǎng)條件。國內(nèi)暗室絕大部分只能進(jìn)行3m法

6、測(cè)試,而標(biāo)準(zhǔn)上給出的限值很多都是針對(duì)10m法測(cè)試的,所以應(yīng)該將它們轉(zhuǎn)換為3m法的限值,轉(zhuǎn)換公式為：L2 L1 (d1/d2)或L2 (dB) L1 (dB)+ 20lg(d1/d2)式中L1和 L2分別為測(cè)試距離為d1 和d2時(shí)的輻射限值,例如GB9245中僅規(guī)定了信息技術(shù)設(shè)備在10m 測(cè)量距離處的輻射騷擾限值，由此可轉(zhuǎn)換為3m處限值，如表1所示。表1 B級(jí)ITE在10m和3m處的輻射限值頻率范圍（MHz）準(zhǔn)峰值限值dB(µV/m)10m3m30230304023010003747一般不同頻率段的限值是不一樣的，過渡頻率點(diǎn)應(yīng)該采取較低的限值，表1中230MHz的限值應(yīng)取較低值：30d

7、B(µV/m)（10m法），40dB(µV/m)(3m法)。在確定測(cè)試距離時(shí)常遇到起始點(diǎn)和終止點(diǎn)的問題，起始點(diǎn)是被測(cè)設(shè)備（EUT）的邊框，這在標(biāo)準(zhǔn)上有明確的規(guī)定。終止點(diǎn)應(yīng)該在天線的什么部位？當(dāng)天線是對(duì)稱振子天線或雙錐天線時(shí)，終止點(diǎn)在天線的中間部位。當(dāng)天線是喇叭天線時(shí),終止點(diǎn)應(yīng)為喇叭口。但當(dāng)天線是對(duì)數(shù)周期天線和混合寬帶天線時(shí)，終止點(diǎn)就不好確定，標(biāo)準(zhǔn)中也沒有明確規(guī)定。對(duì)數(shù)周期天線，根據(jù)其工作原理，在頻率較高時(shí)是短振子起作用，；頻率較低時(shí)是長振子起作用。如果把終止點(diǎn)定在對(duì)數(shù)天線的頂端，則高頻測(cè)量時(shí)距離約為3m，而低頻測(cè)量時(shí)距離偏移較大。由于天線接收的場(chǎng)強(qiáng)Ef/d，而由距離引起的測(cè)

8、量誤差為Efd/d2，顯然對(duì)于同樣的距離偏移，頻率越高，產(chǎn)生的場(chǎng)的測(cè)量誤差就越高，所以筆者認(rèn)為終止點(diǎn)放在對(duì)數(shù)周期天線的頂端比較合適。如果天線上已有天線中心的標(biāo)記，則終止點(diǎn)放在天線中心的標(biāo)記處。由于達(dá)標(biāo)測(cè)試是測(cè)量EUT可能輻射的最大值，所以EUT應(yīng)放在轉(zhuǎn)臺(tái)上（可360°旋轉(zhuǎn)）以便尋找EUT的最大騷擾輻射方向。臺(tái)式EUT離地面高度通常為0.8m，立式EUT則直接放置地面，接觸點(diǎn)與地面應(yīng)絕緣。接收天線的高度應(yīng)該在14m（如測(cè)試距離為3m或10m）或26m（如測(cè)試距離為30m）內(nèi)掃描，記錄最大輻射場(chǎng)強(qiáng)。EUT的輻射電磁波到達(dá)天線有兩條途徑，如圖2所示。一條是直達(dá)波，一條是通過地面的反射波，天

9、線接收到的總場(chǎng)強(qiáng)為直達(dá)波和反射波的矢量和，即由于二條路徑長度不同，電磁波到達(dá)天線所需時(shí)間不同，因此和有一定相位差，總場(chǎng)強(qiáng)與有關(guān)。如果和同相，則兩者相加，總場(chǎng)強(qiáng)最大；如果和反相，則兩圖2 輻射電磁波的直達(dá)波和反射波 者相減，總場(chǎng)強(qiáng)最小。與天線高度有關(guān)，當(dāng)接收天線在14m之間移動(dòng)時(shí)，接收到的場(chǎng)強(qiáng)也以駐波方式變化，波峰和波谷間的高度差約為/2，因此可以保證在30MHz仍能找到最大場(chǎng)強(qiáng)。由于騷擾場(chǎng)強(qiáng)的水平極化分量和垂直極化分量是不同的，所以測(cè)量時(shí)應(yīng)把天線水平放置測(cè)水平極化分量，垂直放置測(cè)垂直極化分量。垂直放置時(shí)天線的最低端離地應(yīng)大于25cm,以免影響天線的性能。整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)是同軸傳輸系統(tǒng)，應(yīng)該保持阻抗

10、匹配，即天線的阻擾、同軸電纜的特性阻抗和干擾測(cè)量儀的輸入阻抗都應(yīng)相等，一般為50。阻抗不匹配將引起反射，從而影響讀數(shù)的準(zhǔn)確性。目前自動(dòng)化的EMI測(cè)試系統(tǒng)己普遍使用，測(cè)量儀、天線塔、轉(zhuǎn)臺(tái)都用GPIB（IEEE-488）接口連接，由計(jì)算機(jī)控制，進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試、數(shù)據(jù)處理和報(bào)告生成。(2) 騷擾測(cè)量儀騷擾測(cè)量儀實(shí)際上是一臺(tái)超外差式選頻電壓表。騷擾波形通常是由很多頻率組成的，騷擾測(cè)量儀可用來測(cè)量這些頻率的電壓幅值。圖3是其電路方框圖。其電路結(jié)構(gòu)類似于半導(dǎo)體收音機(jī)。測(cè)量時(shí)先將測(cè)量儀調(diào)諧，對(duì)準(zhǔn)某個(gè)頻率fi。該頻率經(jīng)高頻衰減器和高頻放大器后進(jìn)人混頻器，與本地振蕩器的頻率fl混頻，產(chǎn)生很多混頻信號(hào)。經(jīng)過中頻濾波器

11、以后僅得到中頻f0flfi。中頻信號(hào)經(jīng)中頻衰減器、中頻放大器后，由包絡(luò)檢波器進(jìn)行包絡(luò)檢波，濾去中頻得到其低頻包絡(luò)信號(hào)A（t）。A（t）再進(jìn)一步進(jìn)行加權(quán)檢波，加權(quán)可根據(jù)需要獲得A（t）的峰值（Peak）、有效值（rms）、平均值（Ave）或準(zhǔn)峰值（QP），這些值經(jīng)低頻放大后可推動(dòng)電表指示。測(cè)量前如果用校準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器的信號(hào)進(jìn)行預(yù)先校準(zhǔn)， 則可以直接讀數(shù)。騷擾信號(hào)的讀數(shù)等效于正弦信號(hào)的有效植。圖3 騷擾測(cè)量儀的電路框圖由于很多騷擾都是脈沖性的，所以騷擾測(cè)量儀應(yīng)能測(cè)量脈沖信號(hào)，這是它與一般電壓表的不同之處。設(shè)輸人信號(hào)是幅度為A、寬度為、周期為T的脈沖信號(hào)。由圖3可見其中頻信號(hào)波形（b）點(diǎn)為載波頻率為中

12、頻f0的調(diào)幅信號(hào)，其包絡(luò)幅度為2AGB，G為中頻放大器和以前各級(jí)電路的增益，B為中頻帶寬；包絡(luò)主瓣寬度為2/B，兩個(gè)主瓣之間間隔為T包絡(luò)檢波器后的波形（c）點(diǎn)只不過是濾去中頻載波后的中頻包絡(luò)。由于包絡(luò)的寬度和幅度都與中頻帶寬B有關(guān)，因此測(cè)量儀的中頻帶寬一定要有統(tǒng)一的規(guī)定 否則對(duì)于同一脈沖信號(hào)，由于中頻帶寬不同，測(cè)量結(jié)果可能不同，這是與僅能測(cè)量正弦波的電壓表的一個(gè)不同之處。對(duì)同一個(gè)脈沖輸人信號(hào)的中頻輸出波形進(jìn)行不同形式的加權(quán)檢波，可能得到不同的值，一般包絡(luò)的峰值準(zhǔn)峰值有效值平均值。騷擾測(cè)量中的發(fā)射限值（即標(biāo)準(zhǔn)允許的最大騷擾發(fā)射量）絕大多數(shù)都是以準(zhǔn)峰值形式規(guī)定的，因?yàn)闇?zhǔn)峰值可以反映人耳或人眼對(duì)脈沖

13、騷擾的響應(yīng)，當(dāng)脈沖很快上升時(shí)，人耳不能立即反應(yīng)，當(dāng)脈沖跌落后，人耳的感覺仍有滯留效應(yīng)。加權(quán)檢波的形式是由檢波電路的充放電時(shí)間常數(shù)決定的，充電慢、放電快得到的加權(quán)值就越低，所以對(duì)準(zhǔn)峰值的充放電時(shí)間也要有統(tǒng)一規(guī)定。這是與僅能測(cè)量正弦波的電壓表的又一個(gè)不同之處，因?yàn)閷?duì)于正弦波輸人信號(hào)，其中頻輸出波形的包絡(luò)的峰值、準(zhǔn)峰值、有效值、平均值都是相等的。圖中（d）點(diǎn)的波形是準(zhǔn)峰值加權(quán)波形，（e）點(diǎn)是電表讀數(shù)。由于電表具有一定的慣性（即電表機(jī)械時(shí)間常數(shù)）所以電表讀數(shù)將受一定影響，因此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定電表應(yīng)處于臨界阻尼狀態(tài)，并具有確定的機(jī)械時(shí)間常數(shù)。雖然現(xiàn)在大多使用數(shù)字化電表，該指標(biāo)仍然保留，只要在A/D變換器后加一個(gè)

14、二階低通濾波器即可。由于騷擾測(cè)量儀以測(cè)量脈沖信號(hào)為主，脈沖幅度往往很大，所以測(cè)量儀還應(yīng)該具有較大的過載能力，以免把脈沖頂部削掉。綜上所述，騷擾測(cè)量儀必須具有統(tǒng)一的中頻帶寬、檢波器充放電時(shí)間常數(shù)、電表機(jī)械時(shí)間常數(shù)和過載系數(shù)，這樣才能保證在測(cè)量同一脈沖信號(hào)時(shí)得到一致的結(jié)果。表2為GB/T6113.1規(guī)定的騷擾測(cè)量儀指標(biāo)。其中各頻率段的范圍為：A頻段9150kHz；B頻段0.1530MHz；C頻段30300MHz；D頻段3001000MHz；表2 騷擾測(cè)量儀的四大類指標(biāo)指標(biāo)名稱頻段ABC和D6分貝處的帶寬200Hz9kHz120kHz準(zhǔn)峰值電壓表的充電時(shí)間常數(shù)45ms1ms1ms準(zhǔn)峰值電壓表的放電時(shí)

15、間常數(shù)500ms160ms550ms臨界阻尼指示儀器的機(jī)械時(shí)間常數(shù)160ms160ms100ms檢波器前電路的過載系數(shù)（高于使指示器產(chǎn)生最大偏轉(zhuǎn)的正弦波信號(hào)的電平）24dB30dB43.5dB接入檢波器與指示儀器之間直流放大器的過載系數(shù)（高于相應(yīng)于指示儀器滿刻度偏轉(zhuǎn)的直流電壓電平）6dB12dB6dB為了鑒別騷擾測(cè)量儀是否達(dá)到了表2規(guī)定的四大類指標(biāo)，標(biāo)準(zhǔn)又進(jìn)一步規(guī)定了騷擾測(cè)量儀的絕對(duì)脈沖特性和相對(duì)脈沖特性。所謂絕對(duì)脈沖特性指輸人規(guī)定的周期脈沖信號(hào)時(shí)騷擾測(cè)量儀的讀數(shù)應(yīng)達(dá)到規(guī)定的值。絕對(duì)脈沖特性見表3。表3 騷擾測(cè)量儀的絕對(duì)脈沖特性頻段a（Vs）b（MHz）c（Hz）頻段a（Vs）b（MHz）c（

16、Hz）A13.50.1525C0.044300100B0.31630100D0.0441000100表3的含義是：在A、B、C、D各頻段內(nèi)，分別輸入各自的標(biāo)準(zhǔn)周期脈沖，要求脈沖的幅度×寬度等于a（Vs），重復(fù)頻率為c（Hz），該周期脈沖的頻譜至少應(yīng)該在b（MHz）以下是均勻的，脈沖信號(hào)發(fā)生器的源阻抗應(yīng)和騷擾測(cè)量儀輸入阻抗相等。對(duì)于該輸人信號(hào)，騷擾測(cè)量儀在該頻段的任何頻率上的讀數(shù)都應(yīng)該等于60dB（V）。所謂相對(duì)脈沖特性指輸人周期性脈沖信號(hào)時(shí)，脈沖的重復(fù)頻率越高，其讀數(shù)越高，重復(fù)頻率低，讀數(shù)低。當(dāng)讀數(shù)不變時(shí)輸人脈沖的幅度和重復(fù)頻率的關(guān)系應(yīng)符合表4的規(guī)定。表4中各頻段的輸入脈沖的相對(duì)等效

17、電平，以絕對(duì)脈沖特性中的該頻段的標(biāo)準(zhǔn)周期脈沖的幅值為基準(zhǔn)（定義為0dB）。如果騷擾測(cè)量儀的絕對(duì)脈沖特性和相對(duì)脈沖特性都符合表3和表4的要求，則說明該騷擾測(cè)量儀的四大類指標(biāo)基本符合表2的要求。表4 騷擾測(cè)量儀的相對(duì)脈沖特性重復(fù)頻率（Hz）脈沖的相對(duì)等效電平（dB）重復(fù)頻率（Hz）脈沖的相對(duì)等效電平（dB）A頻段B頻段C和D頻段A頻段B頻段C和D頻段1000-4.5±10-8.00±1.0104.0±1.010.0±1.514.0±1.51004.0±1.00（基準(zhǔn)）0（基準(zhǔn)）57.5±1.0-603.0±1.0-21

18、3.0±2.020.5±2.026.0±2.0250（基準(zhǔn)）-117.0±2.022.5±2.028.5±2.020-+6.5±1.0+9.0±1.0孤立脈沖19.0±2.023.5±2.031.5±2.0騷擾測(cè)量儀除了具有準(zhǔn)峰值測(cè)試功能外，一般還具有峰值和平均值測(cè)試功能，峰值檢波器的放電時(shí)間常數(shù)(TD)和充電時(shí)間常數(shù)（TC）的比值要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于準(zhǔn)峰值檢波器，各項(xiàng)段的TD/TC值如表5所示。表5. 騷擾測(cè)量儀峰值測(cè)量時(shí)的指標(biāo)頻段ABC和DTD/TC1.89×1041.25

19、5;1061.67×107B6帶寬100300Hz810kHz100500kHz優(yōu)選帶寬200Hz9kHz120kHz峰值測(cè)量時(shí)中頻帶是可以選擇的，其選擇范圍和優(yōu)選值如表5所示，在給出騷擾電平時(shí)應(yīng)標(biāo)明所選帶寬。對(duì)于非重疊騷擾，指中頻段輸出波形中的各個(gè)主瓣不重疊，見圖3中（b）點(diǎn)波形，由于峰值測(cè)量結(jié)果和帶寬成正比，所以測(cè)量結(jié)果也可用對(duì)于1MHz帶寬的歸一化值V1MHz (dB/MHz)來表示。V1MHz (dB/MHz)(dB)+20lg 1MHz/Bimp式中Bimp為脈沖帶寬,與6dB帶寬B6 的關(guān)系為Bimp =1.05 B6。(dB)為使用Bimp帶寬時(shí)的峰值測(cè)量讀數(shù), 20l

20、g 1MHz/Bimp為1MHz和Bimp的比值的對(duì)數(shù)。峰值測(cè)量所需的過載系數(shù)比峰值測(cè)量小的多，檢波器前電路的過載系數(shù)只需比1稍大些即可。峰值測(cè)量時(shí)的絕對(duì)脈沖特性的含義和準(zhǔn)峰值測(cè)量是相同的，只不過輸入的標(biāo)準(zhǔn)脈沖強(qiáng)度不同，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為脈沖幅度×寬度=1.4/Bimp(ms), Bimp單位為Hz ,具體數(shù)值見表6。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)脈沖輸入,測(cè)量儀在該頻段上的任何頻率上的測(cè)量結(jié)果均應(yīng)該等于60dB()。騷擾測(cè)量儀用于平均值測(cè)量時(shí)，帶寬的選擇同峰值測(cè)量方法。檢波器前電路對(duì)于脈沖重復(fù)頻率為fPR 的脈沖過載系數(shù)應(yīng)該為Bimp/fPR，但是實(shí)際上當(dāng)fPR很低時(shí)，接收機(jī)不可能提供足夠的過載系數(shù)。平均值測(cè)量

21、時(shí)要求的絕對(duì)脈沖特性和峰值基本一樣,但各頻段的重復(fù)頻率不同，即輸入標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為1.4/Bimp(ms),重復(fù)頻率為頻段：25Hz;B頻段：500Hz;C和D頻段:5KHz。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)脈沖輸入,測(cè)量儀在該頻段上的任何頻率上的測(cè)量結(jié)果均應(yīng)該等于60dB()。表6 峰值測(cè)量時(shí)的絕對(duì)脈沖特性頻段脈沖重復(fù)頻率(Hz)脈沖強(qiáng)度（ms）脈沖帶寬Bimp（z）峰值與準(zhǔn)峰值表頭指示比A256.67x10-30.21x1036.1B1000.148x10-39.45x1036.6C和D1000.011x10-3126.0x10312騷擾測(cè)量儀可以進(jìn)行準(zhǔn)峰值測(cè)量、峰值測(cè)量和平均值測(cè)量。當(dāng)輸入信號(hào)是正弦波時(shí)，無論用何種方

22、式測(cè)量，得到的讀數(shù)都是相同的，等于該正弦波的有效值，精度應(yīng)優(yōu)于±2dB。但是如果輸入的是周期脈沖信號(hào)，則三種測(cè)量方法得到的讀數(shù)是不一樣的，其結(jié)果如表7所示。表7 峰值、準(zhǔn)峰值和平均值測(cè)量的結(jié)果比較信號(hào)類型峰值測(cè)量準(zhǔn)峰值測(cè)量平均值測(cè)量正弦波EEE周期脈沖BimpBimpP()fPR表中 E正弦波的有效值；脈沖強(qiáng)度，等于脈沖幅度×脈沖寬度，單位：mSBimp脈沖寬度；Bimp=1.05B6fPR脈沖重復(fù)頻率；P()準(zhǔn)峰值檢波效率，與檢波器的充、放電時(shí)間常數(shù)、脈沖重復(fù)頻率和帶寬有關(guān)，P()1。由表7可知，峰值測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)峰值測(cè)量結(jié)果。表6中列出了輸入標(biāo)準(zhǔn)脈沖，在標(biāo)準(zhǔn)寬帶情況下峰值與

23、準(zhǔn)峰值表頭指示之比值。表8列出了具有相同帶寬的準(zhǔn)峰值和平均值表頭指示之比值，由表可知，準(zhǔn)峰值平均值。對(duì)于規(guī)則的周期性脈沖可以根據(jù)表7來進(jìn)行峰值、準(zhǔn)峰值、平均值之間的轉(zhuǎn)換。但是一般騷擾都是隨機(jī)的，很難進(jìn)行彼此間的換算，因此有些標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)規(guī)定了發(fā)射測(cè)量的準(zhǔn)峰值限值和平均值限值。表8 在相同帶寬條件下準(zhǔn)峰值和平均值表頭讀數(shù)之比值頻段脈沖重復(fù)頻率（Hz）25100100010000A12.44.5-B-32.917.4-C和D-50.138.120.8在準(zhǔn)峰值測(cè)量時(shí)，如想要在某個(gè)頻率點(diǎn)得到較穩(wěn)定的測(cè)量值，則測(cè)量時(shí)間應(yīng)大于檢波器充放電時(shí)間和電表機(jī)械時(shí)間常數(shù)之和，并且測(cè)量不止一個(gè)周期，所以一般準(zhǔn)峰值測(cè)量時(shí)間

24、要求比較長。如果測(cè)量儀具有掃頻測(cè)量功能，則設(shè)置的掃描時(shí)間應(yīng)符合表9的規(guī)定。在實(shí)際測(cè)量中，往往先用峰值進(jìn)行全頻段測(cè)量，然后再對(duì)超過限值的頻率點(diǎn)進(jìn)行峰值測(cè)量，這樣可以大大節(jié)省測(cè)量時(shí)間。表9 最小掃頻時(shí)間頻段峰值檢波準(zhǔn)峰值檢波A（9150kHz）100ms/kHz20s/kHzB（0.1530MHz）100ms/MHz200s/MHzC和（301000MHz）1ms/MHz20s/MHz綜上所述騷擾測(cè)量儀由于規(guī)定了四大類指標(biāo)和二個(gè)脈沖特性，所以可以測(cè)量脈沖信號(hào)和正弦信號(hào)，在測(cè)量正弦信號(hào)時(shí)無論采用哪一種檢波方式，結(jié)果都是一樣的。一般的電壓表（包括場(chǎng)強(qiáng)儀）僅能測(cè)量正弦波，不能測(cè)量脈沖信號(hào)。騷擾測(cè)量儀目前

25、市場(chǎng)上有二種基本類型，一種是測(cè)量接收機(jī)類型，它是單頻點(diǎn)測(cè)量，靈敏度較高，自動(dòng)化程度高的可以自動(dòng)掃描各頻點(diǎn)。另一種是頻譜分析儀類型，可以顯示整個(gè)頻段，但靈敏度稍低些。但是無論什么類型的測(cè)量儀，只有符合GB/T6113.1規(guī)定的四大類指標(biāo)和二個(gè)脈沖特性后才能進(jìn)行EMI測(cè)量。（3）測(cè)量用天線圖4 EMI測(cè)量用的天線(a) 雙錐天線 (b)對(duì)數(shù)周期天線 (c)混合寬帶天線 (d)喇叭天線 (e)對(duì)稱振子天線天線用來接收騷擾電磁場(chǎng)，把場(chǎng)強(qiáng)轉(zhuǎn)變成電壓，騷擾測(cè)量儀測(cè)量的是轉(zhuǎn)變后的電壓值，所以測(cè)量儀的讀數(shù)只有加上天線系數(shù)后才能得到騷擾場(chǎng)強(qiáng)，如果連接天線和測(cè)量儀的同軸電纜有損耗，則還應(yīng)加上損耗值，即騷擾場(chǎng)強(qiáng)dB

26、（Vm）測(cè)量儀讀數(shù)dB（V）十天線系數(shù)（dB）電纜損耗（dB）每部天線都有天線系數(shù)，該系數(shù)與頻率有關(guān)，曲線一般由天線制造商給出。電磁騷擾測(cè)量中常用的天線為寬帶天線，便于自動(dòng)化掃頻測(cè)量。一般用雙錐天線（30300MHz）和對(duì)數(shù)周期天線（2001000MHz），最近又推出把二種天線合二為一的寬帶天線（301000MHz）。在測(cè)量1GHz以上的頻率時(shí)常用喇叭天線，喇叭天線具有很強(qiáng)的方向性。有時(shí)EMI測(cè)量也用對(duì)稱振子天線，其長度應(yīng)該等于被測(cè)頻率的半波長，由于改變測(cè)量頻率時(shí)需同時(shí)改變振子長度，所以這種天線不適合進(jìn)行自動(dòng)化掃頻測(cè)量。以上這些天線的形狀見圖4。（4）測(cè)試場(chǎng)地標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的室外測(cè)試場(chǎng)地（開闊場(chǎng)）如

27、圖5所示，開闊場(chǎng)地至少應(yīng)該在橢圓范圍內(nèi)沒有任何可能反射電磁波的物體。EUT和天線放置于橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn)上，騷擾測(cè)量儀則放在橢圓外。地面應(yīng)鋪設(shè)金屬板或金屬柵網(wǎng)，板或網(wǎng)的連接處不應(yīng)有電不連續(xù)點(diǎn)，孔、縫直徑應(yīng)小于0.1，為擬測(cè)試的最高頻率的波長，對(duì)于頻率為1GHz，孔、縫直徑應(yīng)小于30mm。開闊場(chǎng)的環(huán)境噪聲越小越好，至少應(yīng)比標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的EUT騷擾限值低6dB。但是由于工業(yè)無線電噪聲的日益嚴(yán)重和無線電業(yè)務(wù)的廣泛使用，實(shí)際上已很難找到一塊無電磁噪聲的凈土，所以提出了在屏蔽室內(nèi)進(jìn)行測(cè)試的方案。圖5 開闊場(chǎng)地的要求 圖6組合吸波材料屏蔽室的四周由全屬體包圍，可良好隔離室內(nèi)外的電磁場(chǎng)，一般拼裝式的鋼板屏蔽室屏蔽效

28、能可達(dá)到一70dB以上（10kHz磁場(chǎng)）以及一100dB以上（200kHz18GHz）。但是EUT發(fā)出的電磁波將在各個(gè)金屬面上發(fā)生反射和多次反射，到達(dá)接收天線的場(chǎng)強(qiáng)是直達(dá)波和所有這些反射波的矢量和，因此情況十分復(fù)雜，天線或EUT的位置稍有變化，測(cè)量結(jié)果就會(huì)有很大的不同。此外屏蔽室相當(dāng)于一個(gè)矩形波導(dǎo)諧振腔，存在很多諧振頻率，其表達(dá)式為 （MHz）式中、l、h分別為屏蔽室的寬、長、高，單位為m。k、m、n取0、1、2，分別為橫電波Tekmn沿著寬、長、高的場(chǎng)的半個(gè)正弦波的數(shù)目，取不同k、m、n就可以求得屏蔽室內(nèi)存在的不同的固有諧振頻率。如果被測(cè)輻射源的頻率恰好等于屏蔽室的固有諧振頻率，則引起諧振，

29、幅值加大，從而帶來很大的測(cè)量誤差。在屏蔽室內(nèi)測(cè)量EMI常可能獲得高達(dá)2030dB的誤差。減少反射的方法是在屏蔽室的四壁和天花板上掛吸波材料，使到達(dá)這些面的電磁波被吸收，從而使屏蔽室變成半電波吸波暗室，所謂“半”指地而不鋪吸波材料，仍是反射面，因此半吸波暗室可以模擬室外的開闊場(chǎng)地。金屬板產(chǎn)生反射的原因是金屬板的波阻抗比空氣的波阻抗小得多，電磁波由空氣入射到金屬板時(shí)由于阻抗不匹配而產(chǎn)生反射。吸波材料夾在空氣和金屬板之間，使波阻抗逐漸過渡從而減小反射。吸波材料通常用泡沫尖劈型介質(zhì)材料，在碳膠液中滲透碳，使其尖端的波阻抗等于空氣波阻抗，然后逐漸減小。由于滲了碳，吸波材料可以把進(jìn)人內(nèi)部的電磁波以熱量形式

30、耗散。尖壁長度越長，頻率越高，吸波性能就越好。一般長度為l的尖劈材料，其能夠吸收的最低頻率的波長為l4。為了縮短尖劈長度。節(jié)省所占空間，同時(shí)又能保持其低頻吸收性能，常在尖劈后面放鐵氧體瓦，做成組合式吸波材料，如圖6所示。由于技術(shù)的發(fā)展目前30MHz1000MHz的電波暗室可以完全用鐵氧體瓦作吸波材料，不需任何泡沫尖劈材料。在1000MHz以上，仍需應(yīng)用組合式吸波材料。半電波吸波暗室作為開闊場(chǎng)地的取代場(chǎng)地已被標(biāo)準(zhǔn)采納，目前廣泛使用的有3m法和10m法暗室。應(yīng)該指出的是當(dāng)對(duì)電波暗室中測(cè)量的數(shù)據(jù)有爭(zhēng)議時(shí)，仍應(yīng)以開闊場(chǎng)地的測(cè)量為依據(jù)。 1GHz18GHz頻率段的輻射發(fā)射測(cè)試1GHz18GHz頻率段的輻

31、射發(fā)射測(cè)試一般使用全電波暗室，現(xiàn)以工科醫(yī)（ISM）設(shè)備為例說明。由于試驗(yàn)場(chǎng)地是自由空間，只有直達(dá)波，沒有反射波，所以接收天線可以設(shè)置在與EUT同一高度上，不必上下移動(dòng)。但是轉(zhuǎn)臺(tái)仍需360度轉(zhuǎn)動(dòng)，以獲得最大值。測(cè)試距離為3米。天線應(yīng)采用小口徑定向天線，水平和垂直二種狀態(tài)都要測(cè)試。測(cè)量采用頻譜分析儀，因?yàn)楣た漆t(yī)（ISM）設(shè)備在運(yùn)行期間工作頻率可能會(huì)有明顯變化，所以采用全景分析比較適宜。頻譜分析儀應(yīng)設(shè)在最大保持方式和對(duì)數(shù)dB顯示方式。測(cè)量結(jié)果用電場(chǎng)強(qiáng)度的峰值或平均值表示（不用準(zhǔn)峰值）。峰值測(cè)量時(shí)采用1MHz的分辨率帶寬和視頻帶寬，平均值測(cè)量時(shí)仍采用1MHz的分辨率帶寬，但是視頻帶寬應(yīng)大大縮小至10H

32、z，相當(dāng)于加入一個(gè)低通濾波器。Hz18GHz頻率段的輻射發(fā)射替代法測(cè)試輻射發(fā)射測(cè)試時(shí),測(cè)量天線接收到的騷擾強(qiáng)場(chǎng)包括兩個(gè)部分,一部分是EUT內(nèi)部的導(dǎo)線和電路直接通過機(jī)箱殼體的縫隙向外的輻射,稱殼體輻射，另一部分是由外接電纜引出的共模電流輻射。替代法測(cè)試的目的是僅僅測(cè)試EUT的殼體輻射,所以要求拆除所有可以拆卸的電纜,不能拆卸的電纜上要加鐵氧體磁環(huán),并放在不會(huì)影響測(cè)量結(jié)果的位置上。圖7所示為替代法測(cè)試的方法和布置。首先用半波振子天線A和測(cè)量接收機(jī)測(cè)量出EUT的最大騷擾值，然后用半波振子天線B替代EUT。調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器輸出功率，直至測(cè)量接收機(jī)達(dá)到同樣的值。記錄替代天線B的輸入端功率，即為EUT的殼體

33、輻射功率。由于采用替代法，所以對(duì)試驗(yàn)場(chǎng)地的要求比較寬松,只要求替代天線B在各方向上移動(dòng)±10cm，測(cè)量值變化不超過±1.5dB既可。合格的開闊場(chǎng)地、半波暗室和全電波暗室都符合上述要求，都可以進(jìn)行替代法測(cè)試。測(cè)試天線A的高度h應(yīng)和EUT中心的高度相同，只要求h>1m，測(cè)試天線A也不需上下移動(dòng)。但要求EUT在常規(guī)放置位置和90o翻轉(zhuǎn)位置上分別旋轉(zhuǎn)翻360o，以便尋找EUT的最大騷擾值。測(cè)試距離d雖然沒有明確要求，但最好還應(yīng)符合遠(yuǎn)場(chǎng)條件。d的起始點(diǎn)為EUT的幾何中心，終止點(diǎn)為測(cè)量天線A的天線中心。替代試驗(yàn)和校準(zhǔn)試驗(yàn)時(shí)，替代天線B應(yīng)置于EUT 的幾何中心。對(duì)天線的要求：在30

34、MHz1GHz頻段，測(cè)量天線A可采用半波振子天線，也可采用寬帶天線，但替代天線B則必須用半波振子天線。1GHz8GHz 都用線性極化的喇叭天線。替代法的校準(zhǔn)很重要。一般水平極化和垂直極化狀態(tài)都要進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)時(shí)發(fā)射天線B與測(cè)量天線A平行放置，對(duì)于每個(gè)頻率點(diǎn)，都要記錄發(fā)射天線的輸入功率和測(cè)量接收機(jī)的接收電壓的關(guān)系曲線，找出校準(zhǔn)系數(shù)K（f）。以后測(cè)試時(shí)就可以直接將測(cè)到的最大騷擾電壓加入校準(zhǔn)系數(shù)K（f）后得到殼體輻射功率，不必再做替代試驗(yàn)。圖7 輻射發(fā)射的替代法測(cè)試Hz30MHz頻率段的磁場(chǎng)輻射發(fā)射測(cè)試9KHz30KHz頻段用環(huán)型天線測(cè)量EUT輻射的磁場(chǎng)分量。測(cè)量方法有兩種：一種是大環(huán)天線（LLA）

35、法，見圖8；一種是遠(yuǎn)天線法。采用何種方法主要是由EUT的尺寸決定的，例如對(duì)于工科醫(yī)（ISM）設(shè)備，國標(biāo)GB4824規(guī)定，直徑為2m的LLA可測(cè)量的最大設(shè)備其對(duì)角線尺寸不應(yīng)超過1.6m。大環(huán)天線法比較好，因?yàn)镋UT的三個(gè)正交磁偶極距的磁場(chǎng)分量都可以測(cè)量，三個(gè)環(huán)上都有電流探頭，測(cè)量結(jié)果用大環(huán)上的磁感應(yīng)電流dB(A)表示。大環(huán)的標(biāo)準(zhǔn)直徑為2m，也可用1、1.5、3和4m直徑的大環(huán)，但結(jié)果都應(yīng)轉(zhuǎn)換到2m大環(huán)上，以便和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值比較。大環(huán)天線（LLA）測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)使用規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)天線進(jìn)行校準(zhǔn)，所以大環(huán)法也可以視做某種替代法，即EUT的磁場(chǎng)輻射強(qiáng)度等效于標(biāo)準(zhǔn)天線的輻射強(qiáng)度。如果EUT太大無法使用LLA法，

36、則應(yīng)采用遠(yuǎn)天線法。例如國標(biāo)GB4824規(guī)定，尺寸超過1.6m的家用感應(yīng)炊具的輻射磁場(chǎng)測(cè)量，使用直徑0.6m的單小環(huán)天線，測(cè)量距離3m。單小環(huán)天線垂直地面放置，最低部高于地面1m（典型值），所以測(cè)量得到的是環(huán)天線處的磁場(chǎng)的水平分量，但是由于測(cè)量處于近場(chǎng)條件，地面又有反射，所以測(cè)量所得的值仍然反映了EUT的水平和垂直偶極距的情況。圖8 大環(huán)天線（LLA）法測(cè)量EUT輻射的磁場(chǎng)分量輻射發(fā)射測(cè)試方法的一些新發(fā)展（1）EUT的輻射發(fā)射測(cè)試可以在上述試驗(yàn)場(chǎng)地進(jìn)行,目前又開發(fā)了一些新的試驗(yàn)場(chǎng)地,例如TEMCELL,G-TEMCELL,混響室等等。開發(fā)這些新場(chǎng)地的初試目的是為了抗擾度測(cè)試,可以在同樣的功率輸入

37、條件下產(chǎn)生更大的騷擾場(chǎng)強(qiáng)，但是在配備一定的軟件之后也可以進(jìn)行輻射發(fā)射測(cè)試。應(yīng)注意的是：同一EUT在各種不同類型的場(chǎng)地所測(cè)得的輻射量之間的轉(zhuǎn)換是相當(dāng)困難的，因?yàn)楦鞣N場(chǎng)地中的電波傳播模式不同,開闊場(chǎng)地和半電波暗室是半自由空間,全電波暗室是自由空間，TEMCELL和G-TEMCELL是導(dǎo)波系統(tǒng),混響室則是擾模系統(tǒng)，所以國際上正在討論的標(biāo)準(zhǔn)中，各種場(chǎng)地的測(cè)試結(jié)果都采用各自的騷擾限值。（2）另一個(gè)應(yīng)注意的動(dòng)向是APD(幅度概率分布)的使用。上述的測(cè)量結(jié)果一般用峰值、準(zhǔn)峰值、平均值或有效值來表示，目前提出用APD表示。測(cè)量騷擾的目的是為了保護(hù)廣播、電視、通信系統(tǒng)和其它電子設(shè)備的正常運(yùn)行；準(zhǔn)峰值反映了人的耳

38、朵和眼睛對(duì)干擾的主觀感覺；通信系統(tǒng)和電子設(shè)備根據(jù)信噪比來要求電磁環(huán)境，這里的噪聲常用有效值、平均值、峰值等表示。這些量對(duì)評(píng)價(jià)模擬系統(tǒng)是有效的，但是很難與誤碼率建立聯(lián)系。隨著社會(huì)的進(jìn)步，數(shù)字系統(tǒng)已大大發(fā)展，而數(shù)字系統(tǒng)是用誤碼率來評(píng)價(jià)系統(tǒng)性能的，所以提出了APD。APD測(cè)量也是針對(duì)頻率點(diǎn)進(jìn)行的，APD分析儀連接在騷擾測(cè)量儀（測(cè)試接收機(jī)或頻譜儀）的中頻包絡(luò)檢波輸出端，（見圖3中C點(diǎn)的波形）。對(duì)中頻包絡(luò)分層測(cè)量，各層幅度對(duì)應(yīng)于接收機(jī)輸入端的電平。APD分析儀的結(jié)構(gòu)有二種。一是用比較器+計(jì)數(shù)器，比較器數(shù)即分層數(shù)。二是使用A/D變換器+計(jì)數(shù)器+存儲(chǔ)器，分層數(shù)即A/D變換器的分辨率，例如8位A/D變換器可有

39、256層。APD的定義為：幅度超過某個(gè)電平的時(shí)間概率的累積分布。APD測(cè)量結(jié)果如圖9和圖10所示，橫軸是層電平，縱軸是幅度超過某層電平的概率。由曲線可知超過低電平層的概率大，超過高電平層的概率小。騷擾越強(qiáng)，曲線向右移動(dòng)。圖9 用APD作符合性測(cè)試的方法一圖10 用APD作符合性測(cè)試的方法二圖中APD定義的限值點(diǎn)有二個(gè)參數(shù)：電平限值Elimit和概率限值Plimit。用APD作符合性測(cè)試時(shí)有二種方法。方法一（如圖9所示）：確定Plimit,測(cè)量Plimit條件下的電平E。如果E < Elimit則判定合格，圖9中曲線A,B不合格，曲線C合格。方法二（如圖10所示）：確定Elimit，測(cè)量超

40、過Elimit的概率P。如果P < Plimit，則判定合格，圖中曲線A，B不合格，曲線C合格。以下討論APD和通信接收抗誤碼率BER之間的關(guān)系，由此可導(dǎo)出APD限值的確定方法。首先測(cè)出通信接收機(jī)的誤碼率BER，測(cè)試方法見圖11。測(cè)量結(jié)果見圖12，橫軸為接收到的有用信號(hào)電壓U，縱軸是誤碼率。圖12中最右邊曲線為沒有EUT干擾時(shí)的誤碼率。接收到的有用信號(hào)越大，誤碼率越小。右邊4條曲線是EUT發(fā)出不同強(qiáng)度干擾時(shí)的誤碼率。干擾越大，曲線越右移。由圖12可知，在確定誤碼率為條件下，有EUT干擾時(shí)必須增加有用信號(hào)強(qiáng)度U，在可接受的性能降低的極限情況下需增加U。然后再用頻譜儀和APD分析儀測(cè)量EUT

41、干擾的APD值。測(cè)量方法見圖13。測(cè)量結(jié)果見圖14，橫軸為干擾電壓，縱軸是概率。最左邊曲線是EUT不工作情況，右邊4條曲線是EUT發(fā)出不同強(qiáng)度干擾時(shí)的APD。由圖14可知當(dāng)概率確保在條件下，干擾的層電壓增加了V。實(shí)驗(yàn)和仿真結(jié)果證明：當(dāng)誤碼率和干擾概率相等的情況下，測(cè)誤碼率時(shí)U的增加量U和測(cè)APD時(shí)干擾V的增加量V有很明顯的相關(guān)性。因此可以利用這種相關(guān)性來確定APD的限值點(diǎn)。通常要求通信系統(tǒng)話音傳輸?shù)腂ER為，數(shù)據(jù)傳輸?shù)腂ER為。由此可規(guī)定APD的概率限值Plimit分別為,。再根據(jù)二者的相關(guān)性，由圖14中的V,得出與Plimit 和相應(yīng)的兩個(gè)電平限值Vlimit值。圖11 通信接收機(jī)誤碼率BE

42、R的測(cè)試方法圖12 通信接收機(jī)誤碼率和接收到的有用信號(hào)的測(cè)試結(jié)果圖13 用頻譜儀和APD分析儀測(cè)量EUT干擾的APD值圖14 EUT干擾的APD值測(cè)量結(jié)果1.1.2騷擾的傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)試 傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)試是測(cè)量受試設(shè)備（EUT）通過電源線或信號(hào)線向外發(fā)射的騷擾。根據(jù)騷擾的性質(zhì)，傳導(dǎo)騷擾測(cè)試可分為連續(xù)騷擾電壓測(cè)量、騷擾功率測(cè)量、斷續(xù)騷擾喀嚦聲測(cè)量、諧波電流測(cè)量、電壓波動(dòng)和閃爍測(cè)量。1.連續(xù)騷擾電壓測(cè)試連續(xù)騷擾電壓測(cè)量主要測(cè)量EUT沿著電源線向電網(wǎng)發(fā)射的騷擾電壓，測(cè)量頻率為0.1530MHz。測(cè)量一般在屏蔽室內(nèi)進(jìn)行。測(cè)量時(shí)需要在電網(wǎng)和EUT之間插入一個(gè)人工電源網(wǎng)絡(luò)（LISN或AMN），其原理如圖15所示。

43、AMN的作用是隔離電網(wǎng)和EUT，使測(cè)到的騷擾電壓圖15 人工電源網(wǎng)絡(luò)基本結(jié)構(gòu) 圖16 50/50H 的V型AMN圖17 150的型AMN 圖18 臺(tái)式設(shè)備的傳導(dǎo)騷擾測(cè)量布置圖僅是EUT發(fā)射的，不會(huì)有電網(wǎng)的騷擾混入。另一作用是為測(cè)量提供一個(gè)穩(wěn)定的阻抗，因?yàn)殡娋W(wǎng)的阻抗是不確定的，阻抗不一樣EUT的騷擾電壓值也不相同，所以要規(guī)定一個(gè)統(tǒng)一的阻抗，通常為50。AMN實(shí)際上是個(gè)雙向低通濾波器，電網(wǎng)中的騷擾由50H和1.0F的濾波器濾掉，不能進(jìn)人騷擾測(cè)量儀，而EUT發(fā)射的騷擾由于50H濾波器的阻擋不能進(jìn)人電網(wǎng)，只能通過0.1F電容進(jìn)入騷擾測(cè)量儀。測(cè)量儀的輸入阻抗是50，所以EUT騷擾的負(fù)載阻抗約等于50。對(duì)

44、于50Hz的工頻電源，仍然可以通過AMN向EUT供電。圖15中的AMN僅是一種基本結(jié)構(gòu)，由基本結(jié)構(gòu)可以組成V型AMN，用于測(cè)量電源中相線地線和零線地線的不對(duì)稱騷擾電壓，見圖16。也可組成型AMN，除了測(cè)量線地間的不對(duì)稱騷擾電壓外還可以測(cè)量相線零線間的對(duì)稱騷擾電壓，見圖17。測(cè)量時(shí)EUT和AMN的布置、連接線的長度和走向等都應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求進(jìn)行。AMN外殼要良好接地，否則將影響電網(wǎng)和EUT之間的隔離。圖18為臺(tái)式設(shè)備的傳導(dǎo)騷擾測(cè)量布置圖。1.連續(xù)騷擾的功率測(cè)試當(dāng)測(cè)量頻率升高到30MHz以上時(shí)，人工電源網(wǎng)絡(luò)AMN內(nèi)的電感、電容器分布參數(shù)影響加大，使其不能起到良好的隔離和濾波作用；所以應(yīng)采用功率吸

45、收鉗進(jìn)行測(cè)量。功率吸鉗的結(jié)構(gòu)如圖19（a）所示。圖19 30300MHz連續(xù)騷擾的功率測(cè)試（a）功率吸收鉗的結(jié)構(gòu) (b) 測(cè)量布置其中C是電流探頭，包括鐵氧體環(huán)和探測(cè)線圈，作用是測(cè)量電源線上的騷擾共模電流。D是鐵氧體環(huán)組，作為騷擾共模電流的穩(wěn)定負(fù)載，吸收騷擾功率，并用于隔離EUT和電網(wǎng)。如果在50MHz以下鐵氧體環(huán)組D不能充分起到射頻隔離作用，則應(yīng)在電網(wǎng)端再加一個(gè)輔助吸收鉗F，它也是由鐵氧體環(huán)組成。E也是鐵氧體環(huán)組，用于吸收外場(chǎng)在電流探頭引出電纜上產(chǎn)生的共模電流，以免影響測(cè)量結(jié)果。測(cè)量布置如圖19（b）所示，測(cè)試應(yīng)在屏蔽室內(nèi)進(jìn)行，電源線長度應(yīng)大于6m，即大于30MHz的半波長加上吸收鉗的長度。

46、對(duì)于每一個(gè)測(cè)試頻率點(diǎn)，吸收鉗都應(yīng)沿著電源線移動(dòng)，找出最大值，因?yàn)楣材ｋ娏髟趯?dǎo)線上是以駐波形式出現(xiàn)的。功率吸收鉗測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)事前進(jìn)行校準(zhǔn)，得到修正因子頻率曲線。校準(zhǔn)布置如圖20所示。圖20 功率吸收鉗的校準(zhǔn)布置校準(zhǔn)時(shí)先把校準(zhǔn)信號(hào)直接輸入測(cè)量接收機(jī)，記錄讀數(shù)a；然后把校準(zhǔn)信號(hào)輸入到校準(zhǔn)線上，移動(dòng)功率吸收鉗，找出第一個(gè)最大值，記錄讀數(shù)a；于是得到插入損耗L= a-a。因?yàn)轵}擾功率用dB(pW)表示，測(cè)量接收機(jī)的讀數(shù)是dB(V),對(duì)于50系統(tǒng)，二者差17dB，為了方便起見，廠家直接將17dB從插入損耗中減去，給出修正因子。所以測(cè)量時(shí)，只要將測(cè)量接收機(jī)的讀數(shù)加上修正因子就是騷擾功率。應(yīng)注意的是功率吸收鉗雖

47、然是加在電源線上進(jìn)行測(cè)試，但是測(cè)量的實(shí)際上并不非傳導(dǎo)發(fā)射，而是輻射發(fā)射。EUT的輻射發(fā)射有二種類型，一類是EUT內(nèi)部各種電流環(huán)路中的差模電流產(chǎn)生的電磁波，通過機(jī)箱殼體的縫隙向外的輻射，另一類是共模電流輻射。共模電流輻射需要共模源和天線，由于電路設(shè)計(jì)或布線不當(dāng)，在EUT內(nèi)部形成等效的共模源；等效共模天線的一部分是外接電纜，另一部分則是往往EUT內(nèi)部的地和金屬機(jī)箱。當(dāng)機(jī)箱尺寸接近被測(cè)頻率的四分之一波長時(shí)，機(jī)箱作為等效共模天線的一部分發(fā)射效率將大大提高，這是吸收鉗法不適合評(píng)價(jià)EUT全部輻射能力的原因之一。此外如果EUT除電源線外還有其他外接電纜，這些電纜也可能有共模電流輻射。所以用吸收鉗法來評(píng)價(jià)EU

48、T全部輻射能力的限制條件是：小型EUT、30300MHz頻率段、單電纜連接。當(dāng)然如果用吸收鉗法來進(jìn)行診斷測(cè)試，上述限制就沒有必要，吸收鉗法測(cè)到的是連接被測(cè)電纜的等效共模源的騷擾功率，用50標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源的功率表示。由于被測(cè)電纜相當(dāng)于輻射天線，所以測(cè)試時(shí)人應(yīng)遠(yuǎn)離測(cè)試裝置，吸收鉗和測(cè)量接收機(jī)之間的連接電纜最好也套上磁環(huán)。1.斷續(xù)騷擾喀嚦聲測(cè)試 在自動(dòng)程序控制的機(jī)械和其他電氣控制或操作的設(shè)備中，開關(guān)操作會(huì)產(chǎn)生斷續(xù)騷擾，它產(chǎn)生的危害不僅與幅度大小有關(guān)，還和它的持續(xù)時(shí)間、間隔時(shí)間、發(fā)生次數(shù)有關(guān)，這種斷續(xù)騷擾一般用喀嚦聲來描述，其測(cè)量方法如圖21。圖中EUT發(fā)出的騷擾經(jīng)人工電源網(wǎng)AMN送至騷擾測(cè)量儀，進(jìn)行幅度

49、測(cè)量。測(cè)量儀的中頻輸出則送到喀嚦聲分析儀進(jìn)行時(shí)域分析，判斷其是否屬于 圖21 喀嚦聲的測(cè)量布置喀嚦聲?？陈暿球}擾持續(xù)時(shí)間小于200ms而相鄰兩個(gè)個(gè)騷擾的間隔時(shí)間大于圖22 喀嚦聲的例子（a） 二次喀嚦聲（b）非喀嚦聲之一（c）非喀嚦聲之二（d）非喀嚦聲之三200ms的斷續(xù)騷擾。圖22（a）列出了喀嚦聲的例子，這里包括了二次喀嚦聲，應(yīng)該注意的是并非所有繼續(xù)騷擾都是喀嚦聲，圖22（b）、圖22（c）、圖22（d）都不能算喀嚦聲，圖22（b）中脈沖串的連續(xù)時(shí)間太長超過200ms。圖22（c）是相鄰兩次騷擾的間隔時(shí)間小于200ms，圖22（d）雖然是喀嚦聲，但發(fā)生的頻度太高，2秒內(nèi)超過2次，總體上看

50、也不屬于喀嚦聲?？陈暟l(fā)生的頻度用喀嚦聲率N來表示，N是1分鐘內(nèi)的喀嚦聲次數(shù)，它決定了喀嚦聲的危害程度。N越大越接近連續(xù)騷擾，其幅度限值Lg，應(yīng)等同于連續(xù)騷擾的限值L。N越小危害程度越小，其幅度限值Lg應(yīng)該放寬，放寬程度由下式?jīng)Q定 EUT產(chǎn)生的喀嚦聲騷擾是否合格，應(yīng)按“上四分位法”來確定，即在觀察時(shí)間內(nèi)記錄的喀嚦聲如有1/4以上其幅度超過喀嚦聲限值Lg，則判斷產(chǎn)品不合格。1.諧波測(cè)試主要測(cè)量EUT工作時(shí)注入到電網(wǎng)中的諧波，測(cè)量電路如圖23所示。EUT的供電電源S要求為純凈電源，頻率穩(wěn)定、幅度穩(wěn)定，不會(huì)產(chǎn)生額外的諧波。EUT產(chǎn)生的諧波電流由分流器Zm取樣，送入諧波分析儀M進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)諧波電流小于

51、5mA或小于輸入電流的0.6%時(shí)可不予考慮。當(dāng)諧波次數(shù)大于19次時(shí)可考慮其總的頻譜，如果總頻譜的包絡(luò)線隨諧波次數(shù)增加而單調(diào)下降則測(cè)量最多只要測(cè)到第19次諧波。EUT開關(guān)電源瞬時(shí)（10s）之內(nèi)產(chǎn)生的諧波可不作考慮。對(duì)其他瞬態(tài) 圖23 諧波的測(cè)量布置諧波電流的限值應(yīng)等同于穩(wěn)態(tài)諧波電流限值，但如果諧波瞬態(tài)僅發(fā)生在2.5min觀察周期的10%以內(nèi)，則限值可放寬為穩(wěn)態(tài)電流的1.5倍。1.電壓波動(dòng)和閃爍的測(cè)試主要測(cè)量EUT引起的電網(wǎng)電壓的變化。電壓變化產(chǎn)生的干擾影響不僅僅取決于電壓變化的幅度，還取決于它發(fā)生的頻度，電壓變化通常用二類指標(biāo)來評(píng)價(jià)，即電壓波動(dòng)和閃爍。電壓波動(dòng)指標(biāo)反映了突然的較大的電壓變化程度，

52、而閃爍指標(biāo)則反映了一段時(shí)間內(nèi)連續(xù)的電壓變化情況。（1）電壓波動(dòng)測(cè)試。圖24（a）是電源電壓突然發(fā)生變化的情況，針對(duì)這種情況可以畫出圖24（b），圖中橫軸是時(shí)間，縱軸是U（t）/Un，為變動(dòng)電壓的有效值U（t）和額定電源電壓有效值Un的比值，電壓波動(dòng)的三個(gè)指標(biāo)是：1）最大相對(duì)電壓變化特性dmax。電壓變化的最大值和最小值之差相對(duì)于額定電壓有效值Un的百分率，標(biāo)準(zhǔn)要求dmax4%;2）相對(duì)穩(wěn)態(tài)電壓變化特性dc。兩個(gè)相鄰的穩(wěn)態(tài)電壓差對(duì)額定電壓的百分率，標(biāo)準(zhǔn)要求dc3%;3）相對(duì)電壓變化特性d（t）。在電壓處于至少1s的穩(wěn)態(tài)條件下，有效值電壓（相對(duì)于額定電壓）隨時(shí)間的變化特性，標(biāo)準(zhǔn)要求在電壓變化持續(xù)時(shí)

53、間大于200ms時(shí)d（t） 3%。圖24 電壓波動(dòng)的指標(biāo)（a）電壓波動(dòng)的實(shí)際波形（b）電壓波動(dòng)的指標(biāo)規(guī)定（2）閃爍測(cè)試。電源電壓變化時(shí)會(huì)對(duì)電網(wǎng)中的各種設(shè)備產(chǎn)生危害，例如引起白熾燈的閃爍，刺激人眼等等，標(biāo)準(zhǔn)中就以人對(duì)白熾燈閃爍的感受作為評(píng)價(jià)電壓變化在一段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的危害程度的指標(biāo)。白熾燈規(guī)定為工作在50Hz/230V電網(wǎng)中的60W螺旋燈絲的白熾燈，閃爍指標(biāo)有2個(gè)：1）短期閃爍（Pst）。在短時(shí)期（10分鐘內(nèi)）估算出的閃爍危害度，標(biāo)準(zhǔn)要求Pst1;2）長期閃爍（Plt），利用長時(shí)期（2小時(shí)）內(nèi)的相繼發(fā)生的Pst值，估算出閃爍危害程度，估算公式為 2小時(shí)包括12個(gè)Pst的觀察周期（10分鐘），所以N

54、=12，標(biāo)準(zhǔn)要求Plt0.65。電壓波動(dòng)和閃爍的測(cè)量方法如圖25所示。 圖25 電壓波動(dòng)和閃爍的測(cè)量布置 首先需要一個(gè)高質(zhì)量的交流電源G給EUT供電，額定電壓輸出應(yīng)為230V，要求幅度穩(wěn)定（±2.0%），頻率穩(wěn)定（50±0.5%Hz）電壓總諧波失真3%，短期閃爍Pst<0.4。電源線路阻抗也要求統(tǒng)一，應(yīng)為 RA + jXA = 0.4 + j0.25 （）圖中M為電壓波動(dòng)和閃爍測(cè)量儀，它實(shí)際上是一臺(tái)專用的幅度調(diào)制信號(hào)分析儀，它把電源頻率上調(diào)制的電壓變化波形解調(diào)出來進(jìn)行分析，得到電壓波動(dòng)的3個(gè)指標(biāo)。測(cè)量閃爍時(shí)該調(diào)制信號(hào)送入“白熾燈一人眼一人腦對(duì)電壓變化的響應(yīng)”模擬網(wǎng)絡(luò)，

55、然后再對(duì)模擬網(wǎng)絡(luò)的輸出進(jìn)行概率統(tǒng)計(jì)處理，求得Pst和Plt。圖26給出了Pst=1時(shí)電壓相對(duì)變化U（t）/Un和電壓變化頻度的關(guān)系曲線，由圖可知在閃爍危害程度不變（Pst=1）的情況下，電壓變化越頻繁，所需的電壓幅值變化越小，而電壓變化不太頻繁情況下則允許較高的電壓變化。圖26 短期閃爍Pst=1的曲線在電壓波動(dòng)和閃爍測(cè)試時(shí)，對(duì)一次運(yùn)行時(shí)間超過30分鐘的設(shè)備需對(duì)Plt進(jìn)行評(píng)估。對(duì)緊急開關(guān)或緊急中斷，限值不適用，當(dāng)電壓變動(dòng)是由人為開關(guān)引起的，或發(fā)生率小于1次/小時(shí)，不考慮Pst和Plt，電壓變動(dòng)的限值可放寬上述限值的1.33倍。1.2設(shè)備的抗擾度測(cè)試設(shè)備的抗擾度測(cè)試又稱為設(shè)備的敏感度測(cè)度（EMS

56、），目的是測(cè)試設(shè)備承受各種電磁騷擾的能力。當(dāng)設(shè)備由于受到騷擾影響而性能下降時(shí)其性能判據(jù)可分為四級(jí)：A：EUT工作完全正常；B：EUT工作指標(biāo)或功能出現(xiàn)非期望偏離，但當(dāng)騷擾去除后可自行恢復(fù)；C：EUT工作指標(biāo)或功能出現(xiàn)非期望偏離，騷擾源去除后不能自行恢復(fù)，必須依靠操作人員的介入，例如“復(fù)位”（不包括技術(shù)人員進(jìn)行的硬件維修和軟件得裝）方可恢復(fù)；D：EUT的元器件損壞，數(shù)據(jù)丟失、軟件故障等。施加騷擾的強(qiáng)度由試驗(yàn)等級(jí)決定，等級(jí)越高強(qiáng)度越大。EMS試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)標(biāo)明試驗(yàn)等級(jí)和性能判據(jù)。以下針對(duì)騷擾的不同性質(zhì)、不同傳播途徑和方式，敘述各種不同的測(cè)試方法。輻射電磁場(chǎng)抗擾度試驗(yàn)圖27 輻射電磁場(chǎng)抗擾度的試驗(yàn)布置該試驗(yàn)可評(píng)估EUT對(duì)來自空間的輻射電磁場(chǎng)的抗擾度，試驗(yàn)布置如圖27所示。信號(hào)發(fā)生器提供一定的功率調(diào)幅信號(hào)給發(fā)射天