第四講:脈衝群實驗的三大本質解析
發布時間:2012-12-25 責任編輯:echotang
【導讀】:maichongqunshiyanshiyizhongshiyongbijiaopubiandekangganraoshiyanxiangmu,tongshiyeshizaisuoyoukangganraoshiyanxiangmuzhongshuyubijiaonanzuo,hebijiaonanyutongguodeyigeshiyanxiangmu,benwenjianghuizhuyijiangshumaichongqunshiyandesandabenzhi。
脈衝群試驗是一種使用比較普遍的抗幹擾試驗項目(在產品的抗擾度試驗中,別的試驗項目有時會不做,但脈衝群試驗是基本上都要做的),同時也是在所有抗幹擾試驗項目中屬於比較難做(經常有人反映這項試驗的重複性和可比性比較差),和比較難於通過的一個試驗項目(在所有抗幹擾試驗項目中脈衝群試驗是屬於通過率較低的項目)。
1 脈衝群試驗的性質
1.1 脈衝群試驗的本質之一是高頻共模試驗脈衝群試驗所采用的高頻脈衝的耦合方法(電源線上的耦合/去耦網絡,以及信號線上的電容耦合夾)提供了在不對稱條件下把試驗電壓施加到受試設備的電源端口和信號端口的能力。這裏所謂不對稱幹擾是指線(電源線以及信號線)與大地之間的幹擾。

作為佐證,我們利用電源線耦合/去耦網絡來加以說明:在圖中可以看到從試驗發生器來的信號電纜芯線通過可供選擇的耦合電容加到相應的電源線(L1、L2、L3、N及PE)上,信號電纜的屏蔽層則和耦合/去(qu)耦(ou)網(wang)絡(luo)的(de)機(ji)殼(ke)相(xiang)連(lian),機(ji)殼(ke)則(ze)接(jie)到(dao)參(can)考(kao)接(jie)地(di)端(duan)子(zi)上(shang)。這(zhe)就(jiu)表(biao)明(ming)脈(mai)衝(chong)群(qun)幹(gan)擾(rao)實(shi)際(ji)上(shang)是(shi)加(jia)在(zai)電(dian)源(yuan)線(xian)與(yu)參(can)考(kao)地(di)之(zhi)間(jian),因(yin)此(ci)加(jia)在(zai)電(dian)源(yuan)線(xian)上(shang)的(de)幹(gan)擾(rao)是(shi)共(gong)模(mo)幹(gan)擾(rao)。

明確脈衝群幹擾的性質非常重要:首shou先xian,這zhe與yu試shi驗yan方fang法fa有you關guan。既ji然ran是shi共gong模mo幹gan擾rao,就jiu一yi定ding要yao與yu參can考kao接jie地di板ban關guan聯lian在zai一yi起qi,沒mei有you參can考kao接jie地di板ban的de試shi驗yan,幹gan擾rao是shi加jia不bu到dao試shi品pin中zhong去qu的de。與yu此ci同tong時shi,所suo采cai用yong的de參can考kao接jie地di板ban要yao足zu夠gou大da,否fou則ze就jiu不bu能neng保bao證zheng試shi驗yan結jie果guo的de正zheng確que性xing。其qi次ci,既ji然ran明ming確que了le脈mai衝chong群qun抗kang幹gan擾rao試shi驗yan是shi抗kang共gong模mo幹gan擾rao試shi驗yan,這zhe就jiu決jue定ding了le試shi驗yan人ren員yuan在zai處chu理li幹gan擾rao(提高受試設備的抗幹擾能力)時,必須采用針對共模幹擾的有效措施。
[page][member]1.2 脈衝群試驗的本質之二是傳導和輻射試驗的結合
由於脈衝群的單個脈衝前沿達到5ns,半寬達到50ns,說明其中含有極其豐富的諧波成分,幅度較大的頻率至少要達到60MHz(波長λ=5m)以上。對電源線來說,那怕長度隻有1m(老標準)或0.5m(新標準),由於長度已可和傳輸頻率的波長相比,不能以普通電源線對待,信號在上麵傳輸時,部分仍通過線路進入試品(傳導);部分要從線路逸出,成為輻射信號進入試品(輻射)。所以試品受到的幹擾實際上是傳導與輻射的結合。傳導與輻射的比例將與電源線長度有關:線路短,傳導多;線路長,輻射強。因此電源線的接線長度必須固定,布局一定要規範(例如建議試驗時,脈衝群發生器與被試設備必須麵對麵放置)。

而且輻射強弱還和電源線與參考接地板的貼近程度有關(反映為線路與參考地之間的分布電容),線路離接地板近,分布電容大(容抗小),幹擾不易以輻射方式逸出;反之亦反。因此,試驗用電源線的長度(老標準規定為1m,新標準規定為0.5m)、離參考接地板的高度(新老標準均規定為10cm),乃nai至zhi電dian源yuan線xian與yu試shi品pin的de相xiang對dui位wei置zhi,都dou可ke以yi成cheng為wei影ying響xiang試shi驗yan結jie果guo的de因yin素su。為wei了le保bao證zheng試shi驗yan結jie果guo的de重zhong複fu性xing和he可ke比bi性xing,注zhu意yi試shi驗yan配pei置zhi的de規gui範fan性xing就jiu變bian得de十shi分fen重zhong要yao了le。除chu了le試shi驗yan配pei置zhi的de規gui範fan性xing外wai,還hai要yao注zhu意yi每mei次ci試shi驗yan時shi附fu在zai試shi品pin上shang的de附fu加jia導線根數、jibaifangweizhishifouyizhi。zheshiyinweimaichongqunshiyanchuleyouchuandaoganraowai,haicunzaiyidingchengdudefusheganrao,butongdedaoxianshumu,butongdedaoxianbaifangweizhi,shipinduifusheganraodexiangyingqingkuangshibutongde。
脈mai衝chong群qun試shi驗yan的de本ben質zhi之zhi三san是shi試shi驗yan脈mai衝chong的de能neng量liang積ji累lei對dui設she備bei引yin起qi的de幹gan擾rao根gen據ju國guo外wai專zhuan家jia研yan究jiu,成cheng群qun出chu現xian的de脈mai衝chong幹gan擾rao之zhi所suo以yi會hui造zao成cheng設she備bei的de誤wu動dong作zuo,是shi因yin為wei脈mai衝chong群qun對dui線xian路lu中zhong半ban導dao體ti器qi件jian的de結jie電dian容rong充chong電dian,當dang結jie電dian容rong上shang的de能neng量liang積ji累lei到dao一yi定ding程cheng度du,便bian會hui引yin起qi線xian路lu(乃至設備)的誤動作。作為佐證,我們做脈衝群試驗時,在選定的試驗電平上,被試設備並不是一開始便出現問題,往往是要經過一段時間(例如經過半分至一分鍾)的(de)工(gong)作(zuo),設(she)備(bei)的(de)問(wen)題(ti)才(cai)逐(zhu)漸(jian)暴(bao)露(lu)出(chu)來(lai)。因(yin)此(ci)設(she)備(bei)出(chu)錯(cuo)有(you)個(ge)過(guo)程(cheng),特(te)別(bie)是(shi)當(dang)試(shi)驗(yan)電(dian)壓(ya)接(jie)近(jin)臨(lin)界(jie)值(zhi)時(shi),存(cun)在(zai)一(yi)定(ding)偶(ou)然(ran)性(xing),不(bu)能(neng)保(bao)證(zheng)間(jian)隔(ge)多(duo)少(shao)時(shi)間(jian)必(bi)定(ding)會(hui)出(chu)錯(cuo)。
為此,一些產品標準規定電源線上的脈衝群試驗在線-地之間進行,要求每一根線在一種電壓極性下做三次試驗,每次一分鍾,中間間隔一分鍾;一yi種zhong極ji性xing做zuo完wan,換huan做zuo另ling一yi種zhong極ji性xing。一yi根gen線xian做zuo完wan,換huan做zuo另ling一yi根gen線xian。當dang然ran也ye可ke以yi把ba脈mai衝chong同tong時shi注zhu入ru幾ji根gen線xian。但dan是shi脈mai衝chong信xin號hao在zai電dian源yuan線xian上shang的de傳chuan輸shu過guo程cheng十shi分fen複fu雜za,很hen難nan判pan斷duan哪na一yi種zhong脈mai衝chong施shi加jia辦ban法fa更geng容rong易yi使shi設she備bei失shi效xiao。因yin此ci,同tong時shi加jia脈mai衝chong也ye僅jin僅jin是shi一yi種zhong試shi驗yan形xing式shi而er己ji,最zui終zhong要yao由you試shi驗yan來lai下xia結jie論lun。通tong常chang試shi品pin隻zhi對dui其qi中zhong一yi根gen線xian和he一yi個ge極ji性xing的de試shi驗yan比bi較jiao敏min感gan。
ruguoguowaizhuanjiaduimaichongqunshiyanzaochengshebeishixiaodejilishizhengquede,namebutongdeshiyanyunxingchengxu,yekenengyingxiangshiyanjieguo,zheshiyinweibutongdeshiyanyunxingchengxuduishipinjiedianrongdechongfangdianqingkuangyeshibutongde。zongshangmiansuoshu,zaimaichongqunshiyanzhongyingxiangshebeichucuodeyuanyinhenduo,jianyishiyanrenyuanduishiyanqingkuang(如設備的接線,接地情況,試驗的布局以及脈衝的施加辦法等等)都要詳細記錄在案,便於日後在核查試驗結果時有據可查。
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