传导发射(CE)测试概述

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心殁花满楼 发表于 2022/02/17 21:01:54 2022/02/17
【摘要】 硬件开发-硬件测试-EMC测试-传导辐射CE测试概述1

概述

传导发射(Conducted Emission)测试,通常也会被称为骚扰电压测试,只要有电源线的产品都会涉及到,包括许多直流供电产品,另外,信号/控制线在不少标准中也有传导发射的要求,通常用骚扰电压或骚扰电流的限值(两者有相互转换关系)来表示,灯具中的插入损耗测试(直接用dB表示)也属于传导测试范畴。
此博客讨论的传导测试是指电源线的传导测试,因为只有这部分我测试过。

测试原理

通过阻抗稳定网络将供电设备和DUT隔离开。
同时测量DUT通过供电电缆向外辐射的能量的频谱分布
利用频谱分布判断DUT对电源总线以及其他设备的影响。

测试方法

测试拓扑

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  1. 超长的电缆要进行捆扎,折成30~40cm的线束,若由于特殊原因不能这么做,则应在报告详细说明电缆布置情况;
  2. 不用的I/O信号电缆末端接终端电阻,进行终端匹配,不能悬空,这一点尤其重要;
  3. EUT与LISN/AMN之间的间隔在地面上的投影距离应至少为80cm;
  4. 所有的电缆与GND之间的间距在10cm以上;
  5. 悬垂电缆末端距GND为40cm以上,以保证不会有过分的空间耦合。
  6. 在屏蔽室内测量时,可用地面或者屏蔽室的任意一壁作为接地平面(GND)。
  7. LISN网络的接地要可靠。最好与接地平板搭接。
  8. 不同的网络对电网来的干扰隔离能力不尽相同。为确定所测传导干扰数据的可信性,试验前应检查经阻抗网络窜入的剩余传导干扰。其方法是从网络上撤去EUT的电源线,保留网络的电源进线和网络与EMC分析仪之间的连接电缆,在EMC分析仪上测出这些干扰值(相当于背景噪声)。只有当这些剩余干扰电压小于EUT的干扰极限值6dB以上,试验才是有效的。如果该值太大,可在网络之前加接电源EMI滤波器。
  9. LISN网络在低频段和高频段的阻抗值都会偏离标称值,所以,网络出厂时都会给出校正曲线(系数),使在电磁兼容传导测量时加以修正。

测试设备

网络上年迈的工程师晒出的测试设备型号
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罗德与施瓦茨的ESR3
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罗德与施瓦茨的ENV216
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实际上我接触的测试机构使用的也是这个设备

人工电源网络/阻抗稳定网络 LISN

LISN,Line Impedance Stabilization Network的缩写,即线路阻抗稳定网络。LISN是电力系统中电磁兼容测试中的一项重要辅助设备。它可以隔离电波干扰,提供稳定的测试阻抗,并起到滤波的作用。

人工电源网络原理图

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  1. V型网络
  2. T型网络
  3. △网络
    三种网络各有特点,分别适用于不同的测试方案。
    这里挖个坑,以后会单独开blog介绍三种LISN

EMI接收机

在0.15-30MHz频率,大多使用EMI接收机测量,
接收机是进行EMC测试的主要工具,以点频法为基础,应用本振调谐的原理测试相应频点的电平值。接收机的扫描模式应当是以步进点频调谐的方式得到的。

频谱仪

频谱分析仪是当前频谱分析的主要工具,尤其是扫频外差式频谱分析仪是当今频谱仪的主流,应用扫频测量技术,通过扫频信号源得到外差信号进行频域动态分析。

频谱仪和EMI接收机的区别

首先明确一点,大部分的外部试验机构是使用EMI接收机来测试传导发射的
从原理图上看,频谱仪与接收机类似,但是频谱仪与接收机在以下几方面差别较大:前端预选器;本振信号扫描;中频滤波器;杂散信号和精度。

输入RF信号的前端处理

接收机与频谱仪在输入端对信号进行的处理是不同的。
频谱仪的信号输入端通常有一组较为简单的低通滤波器,而接收机要采用对宽带信号有较强的抗扰能力的预选器。通常包括一组固定带通滤波器和一组跟踪滤波器,完成对信号的预选。
由于RF信号的谐波、交调和其它杂散信号的影响,造成频谱仪和接收机测试误差。相对于频谱仪而言,接收机需要更高的精度,这要求在接收机的前端比普通频谱仪多出一个预选器,提高选择性。
接收机的选择性在GB/T6113(CISPR16)中有明确规定。

本振信号的扫描

现在的EMC测量,人们不止要求能手动调谐搜索频率点,也需要快速直观观察EUT的频率电平特性。这就是要求本振信号既能测试规定的频率点,也能够在一定频率范围扫描。
频谱仪是通过扫频信号源实现扫频测量的。通常通过斜波或锯齿波信号控制扫频信号源,在预设的频率跨度内扫描,获得期望的混频输出信号。
接收机的频率扫描是步进的,离散的,是离散的点频测试。接收机按照操作者预先设定的频率间隔,通过处理器的控制,在每一个频率点进行电平测量,显示的测试结果曲线实际是单个点频测试的的结果。

中频滤波器

频谱仪和接收机的中频滤波器的带宽是不同的。
通常定义频谱仪分辨率带宽是幅频特性的3dB带宽,而接收机的中频带宽是幅频特性的6dB带宽。当频谱仪与接收机设定相同级别的带宽时,它们对信号的实际测试值是不同的。

检波器

依据EMC标准,要求测试接收机带有峰值、准峰值和平均值检波器,通用频谱分析仪一般带有峰值和平均值检波器,没有准峰值检波器,而EMC标准中限值通常包括准峰值限值。检波器

精度

从接收机对信号的处理方式以及EMC测试要求看,接收机要比频谱仪有更高的精度,更低的乱真响应。什么是乱真响应?

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