IEC 61000-4-6射频传导抗扰度标准及测试实现

JIGONG的微测 2019-06-12

干扰信号的耦合路径分为沿线路传导和空间辐射。不管是民标,军标还是,航空, 汽车电子,众多领域的EMS标准里都包括了射频传导类的抗扰度测试, 比如:

  • IEC 61000-4-6

  • MIL 461-CS114

  • RTCA/DO-160的第20章节

  • ISO 11451-4

  • ISO 11452-4

  • 众多的车企标准里的BCI测试


下面以IEC61000-4-6为例,这个标准规定了电气和电子设备对频率范围为150kHz至80MHz的射频发射器产生的电磁干扰的传导抗扰度的测试要求和试验方法,以评估沿线传导的干扰信号对相关设备的影响。


根据IEC 61000-4-6, 想实现这种射频传导抗扰度测试,需要一套测试系统,主要包括:

  • 射频信号源:产生标准所规定的频段的射频连续波和AM调制信号,校准时采用CW信号,而测试时采用AM信号,80%调制深度,调制频率1KHz,它的功率比CW信号多5.1dB,信号电压的有效值是CW信号的1.8倍,如图1所示;

图1:IEC61000-4-6的校准信号和测试信号


  • 射频功放适合应用所需的频率和功率,将射频信号源的信号功率进行放大,产生满足标准所规定的测试等级的信号;即可是与射频源集成在一起的功放模块,也可是单独的外部功放;


  • 功率计:用于对功放输出经过耦合装置后的信号的进行功率校准,以便在测试之前进行测试电平的校准;还可用于对功放的前向和反向功率的监测;


  • 双向定向耦合器:用于对功放的前向和反向功率的监测;


  • 耦合/去耦合装置:将测试用的干扰信号耦合到被测设备的电源线或者信号线上的装置;防止测试用的干扰信号对被测设备的供电电网以及测试环境中连接到被测设备的辅助设备的影响的去耦合装置;


耦合/去耦合装置由三类组成,包括耦合/去耦合网络(CDN,Coupling/ Decoupling Network),电磁钳(EM clamp)和电流注入探头(Current injection probe)以及相应的校准附件,如图2所示。从耦合的效率来看,CDN的效率最高,电磁钳次之,电流注入探头效率最低。在实际测试时要根据标准以及实际情况正确选择所需的耦合/去耦合装置。


图2:各种耦合装置


IEC 61000-4-6的射频传导抗干扰度测试中最常用的是CDN,根据不同的应用,CDN还分成不同种类的CDN,CDN的主要分类如下: 


根据标准,这些CDN都是针对特定的应用场景的,互不通用的,所以不管是选型还是实际测试时,都必须清楚地知道需要的是哪种CDN。


  • IEC61000-4-6的测试实现

针对IEC61000-4-6的测试实现, 业界普遍采用了基于NSG4070C-80的一体化机测试解决方案。如图3所示,NSG4070C-80内置了:

  • 4 kHz - 1 GHz 的射频信号源

  • 4 kHz - 1 GHz 的三路功率计

  • 内置了80W的功放模块

  • 多种EUT监测端口等


图3:一体化机NSG4070C-80


针对IEC61000-4-6测试,采用NSG4070C-80一体化机配合相应的CDN的测量设置如图4所示:

图4:NSG4070C-80+CDN的测量设置


针对IEC61000-4-6测试,采用NSG4070C-80一体化机配合电磁钳的测量设置如图5所示:

图5:NSG4070C-80+电磁钳的测量设置


针对IEC61000-4-6测试,采用NSG4070C-80一体化机配合电流注入探头的测量设置如图6所示:

图6:NSG4070C-80+电流注入探头的测量设置


  • 测试软件:控制整套系统自动进行校准,测试并产生测试报告;比如,如图7所示,采用ICD.CONTROL软件,控制NSG4070C-80可完成标准所规定的相关测试。

图7:采用ICD.CONTROL控制NSG4070C-80


由于实现IEC61000-4-6测试所需的各种耦合装置及附件比较多,具体配置时需要根据自己的实际情况进行选择。


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JIGONG的微测 毕业于哈尔滨工业大学,在电子设计和测量领域近30年,一直在学习,一直还没学透。在这里,不玩儿所谓的“高大上”,玩儿玩儿“接地气”,通过原创“微测”,与大家共同探讨,交流,分享有关当代电子类产品的测量技术,方法和知识
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