CS114電纜束注入傳導(dǎo)敏感度試驗(yàn)方法探究

王月焜

（遵義市產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)檢測(cè)院，遵義 563099）

CS114電纜束注入傳導(dǎo)敏感度測(cè)試是依據(jù)《軍用設(shè)備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度要求與測(cè)量》（GJB 151B-2013）進(jìn)行的電磁兼容性測(cè)試項(xiàng)目，本測(cè)試項(xiàng)目用于檢驗(yàn)受試設(shè)備（EUT）承受耦合到與EUT連接電纜上的射頻干擾信號(hào)的能力。干擾信號(hào)是由天線發(fā)射和其他電纜發(fā)出的電磁場(chǎng)產(chǎn)生。試驗(yàn)?zāi)M在電源線和互連電纜上施加干擾電流信號(hào)，本文通過原理分析和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，驗(yàn)證了用監(jiān)測(cè)信號(hào)發(fā)生器輸出電平代替監(jiān)測(cè)前向功率的方法可行性。

1 試驗(yàn)原理及方法

CS114的工作原理是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，通過電感耦合鉗施加正弦波干擾信號(hào)，考核電纜束對(duì)電磁場(chǎng)感應(yīng)電流的傳導(dǎo)敏感度。校準(zhǔn)時(shí)，在信號(hào)發(fā)生器的每一個(gè)工作頻率上分別調(diào)節(jié)輸出幅度，使之達(dá)到規(guī)定的極限電平，并記錄校準(zhǔn)的前向功率。校準(zhǔn)配置如圖1所示，測(cè)試配置如圖2所示。直接將電流注入探頭卡在靠EUT端10cm的一束被測(cè)電纜上，信號(hào)放大后與注入探頭相連，并向注入探頭注入圖1校準(zhǔn)配置圖中功率計(jì)前向功率通道指示的饋入注入探頭的入射功率，同時(shí)監(jiān)測(cè)線纜上的感應(yīng)電流，以先到達(dá)的功率進(jìn)行試驗(yàn)，觀察被測(cè)件是否有工作正常、性能下降或者出現(xiàn)故障現(xiàn)象。

圖1 校準(zhǔn)配置

2 改進(jìn)的試驗(yàn)原理及方法

從上述試驗(yàn)方法可知，該試驗(yàn)須同時(shí)監(jiān)測(cè)前向功率和干擾電流電平，并以校準(zhǔn)的前向功率和極限電流電平為限值，而受試線纜在各個(gè)頻點(diǎn)的共模阻抗并不都等于50Ω校準(zhǔn)夾具的阻抗，因此監(jiān)測(cè)的前向功率和電流電平一般不會(huì)同時(shí)到達(dá)極限值。當(dāng)受試線纜共模阻抗大于50Ω時(shí)，按校準(zhǔn)的前向功率施加信號(hào)，此時(shí)監(jiān)測(cè)電流小于極限電平值；當(dāng)受試線纜的共模阻抗小于50Ω時(shí)，按極限電流電平施加信號(hào)，此時(shí)前向功率小于校準(zhǔn)的前向功率值，試驗(yàn)中按較先到達(dá)極限值施加干擾信號(hào)。

圖2 測(cè)試配置

由于功率放大器的輸入為信號(hào)發(fā)生器，輸出通過定向耦合器接入電流注入探頭，試驗(yàn)配置不變，功率放大器增益調(diào)節(jié)固定，則功率放大器在各個(gè)頻點(diǎn)的增益不變，即此時(shí)功率放大器的輸出功率直接受信號(hào)發(fā)生器輸出電平影響。試驗(yàn)校準(zhǔn)時(shí)，記錄信號(hào)發(fā)生器的輸出電平，以此作為控制前向功率的極限，代替監(jiān)測(cè)前向功率的方法。

試驗(yàn)驗(yàn)證情況如下：首先按照?qǐng)D1的校準(zhǔn)配置圖和CS114中曲線3進(jìn)行10kHz～400MHz的校準(zhǔn)，校準(zhǔn)時(shí)監(jiān)測(cè)極限電平、前向功率和信號(hào)發(fā)生器輸出電平，曲線如圖3所示。然后在校準(zhǔn)夾具上按照校準(zhǔn)的前向功率施加干擾信號(hào)，此時(shí)監(jiān)測(cè)到的電流曲線如圖4所示。再次在校準(zhǔn)夾具上按照校準(zhǔn)的信號(hào)發(fā)生器輸出電平施加干擾信號(hào)，此時(shí)監(jiān)測(cè)到的電流曲線如圖5所示。比較圖4、圖5中的電流曲線，各個(gè)頻點(diǎn)的電流值相差小于3dB，小于該項(xiàng)目的測(cè)試不確定度（3.6dB），因此該替代方法可行。

圖3 CS114校準(zhǔn)監(jiān)測(cè)曲線

3 改進(jìn)的試驗(yàn)方法優(yōu)點(diǎn)

比較圖4和圖5中的監(jiān)測(cè)曲線發(fā)現(xiàn)，按信號(hào)發(fā)生器輸出電平施加干擾信號(hào)時(shí)，輸出信號(hào)易于控制，監(jiān)測(cè)電流電平比較平滑。按前向功率施加干擾信號(hào)時(shí)，前向功率和監(jiān)測(cè)電流電平曲線均起伏較大，功率放大器功率越大，則控制越難精確，原因是自動(dòng)測(cè)試軟件通過調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器輸出電平控制前向功率大小，根據(jù)前向功率的實(shí)時(shí)值和校準(zhǔn)的目標(biāo)值計(jì)算調(diào)節(jié)步進(jìn)，反復(fù)多次，直至到達(dá)校準(zhǔn)的目標(biāo)值區(qū)間，如此不僅輸出前向功率誤差較大，反復(fù)調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器也耗費(fèi)較長(zhǎng)測(cè)試時(shí)間。

另外，《軍用設(shè)備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度要求與測(cè)量》（GJB 151B-2013）中已將CS114的測(cè)試頻率擴(kuò)展為4kHz～400MHz，根據(jù)客戶需要，測(cè)試頻率下限甚至更低，而大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室目前的測(cè)試能力為10kHz～400MHz，為了擴(kuò)展試驗(yàn)?zāi)芰?，只需購買覆蓋低頻段的電流注入探頭，通過音頻功率放大器放大信號(hào)，無需新增10kHz以下的定向耦合器和功率計(jì)，即可開展試驗(yàn)，從而優(yōu)化了試驗(yàn)配置。

圖4 按前向功率施加監(jiān)測(cè)電流和前向功率曲線

圖5 按信號(hào)發(fā)生器輸出電平施加監(jiān)測(cè)電流和輸出電平曲線

4 結(jié)語

《軍用設(shè)備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度要求與測(cè)量》（GJB 151B-2013）中監(jiān)測(cè)前向功率是為了明確施加到電流注入探頭的功率值，通過電流注入探頭的插入損耗，得出實(shí)際施加干擾信號(hào)的功率值，并且在注入探頭相同時(shí)，各實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)的前向功率應(yīng)差異不大，便于比較驗(yàn)證。當(dāng)監(jiān)測(cè)信號(hào)發(fā)生器輸出電平時(shí)，必須考慮功率放大器的增益，信號(hào)發(fā)生器輸出電平的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)才具有參考價(jià)值。若只是開展該項(xiàng)目試驗(yàn)，利用監(jiān)測(cè)信號(hào)發(fā)生器輸出電平代替監(jiān)測(cè)前向功率，無疑優(yōu)化了試驗(yàn)配置，提高了試驗(yàn)效率，更易于該項(xiàng)目向低頻段推廣實(shí)施。

[1]王麗，鳳衛(wèi)鋒，孫昊.CS114電纜束注入傳導(dǎo)敏感度測(cè)量不確定度評(píng)定[J].中國(guó)科技核心期刊，2011，30（6）：37-39.

[2]馮登超.測(cè)量不確定度在多元數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用[J].電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào)，2009，23（1）：40-50.

[3]中國(guó)人民解放軍總裝備部.GJB 151B-2013 軍用設(shè)備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度要求與測(cè)量.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2013.

[4]國(guó)防科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會(huì).GJB 151A-97 軍用設(shè)備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度要求.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1997.

[5]國(guó)防科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會(huì).GJB152A-97 軍用設(shè)備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度測(cè)量.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1997.