世纪汇泽(苏州)检测技术有限公司

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CDNE测试方法简介


  现行标准CISPR 15:2018(GB/T 17743-2021)较之前CISPR 15:2015(GB/T 17743-2017)在测试项目、测试方法、测试限值等都进行了修订和补充。CDNE法取代之前的CDN法,本文着重介绍CDNE法。

  1,术语和定义

  1.1 CDNE-X 测量发射的耦合/去耦网络

  用于测量30MHz~300MHz频率范围内发射的耦合/去耦网络;对于非屏蔽的具有两条导线的交流电源、直流或控制端口,后缀X为M2,对于非屏蔽的具有三条导线的交流电源、直流或控制端口,后缀X为M3,对于具有x条内部导线的屏蔽电缆,后缀X为Sx。

  1.2 RGP 参考接地平面(reference ground plane)

  电位用作公共参考电位且与EUT及周边物体之间具有确定寄生电容的平的导电表面。

  2,设备

  2.1 概述

  CDNE将EUT产生的不对称(共模)骚扰电压通过线缆耦合至测量接收机,同时对导线上来自试验环境的骚扰进行去耦。EUT产生的对称(差模)干扰都加载到EUT电源端口的100Ω对称阻抗上(即CDNE-M2或CDNE-M3),或加载到AE端口的对称负载(CDNE-Sx)上。CDNE不能用于测量载有有用对称(差模)信号的电源线。

  RGP作为被测不对称(共模)骚扰电压的基准。

  2.2 适用范围

  CDNE是用来测量具有一条或两条连接电缆的小尺寸的EUT的不对称骚扰电压,测量频率范围为 30MHz~300MHz。CDNE也可置于EUT和AE之间对AE产生的不对称骚扰进行去耦以及起到稳定阻抗的作用。

  2.3 骚扰电压测量

  CDNE用于测量EUT在连接电缆上产生的不对称骚扰电压Vdis,这种测量考虑测量接收机的读数Vmeas和电压分压系数FCDNE。电压分压系数FCDNE(dB)也包括内部衰减器的衰减至少为6dB的ameas,该内部衰减器用于减小CDNE与测量接收机之间失配引入的不确定度。测量结果用以下算式计算:

  Vdis=Vmeas+FCDNE(dBuv)

  2.4 CDNE的中断阻抗

  在连接处EUT的内部阻抗一般都是未知的,因此测量结果及其复现性都高度依赖于CDNE的终端阻抗。不对称(共模)终端阻抗选取为150Ω,与已规定的试验方法相比,该终端阻抗引入的测量不确定度最小。

  CDNE-M2和CDNE-M3为EUT的电源端口提供100Ω的对称阻抗,其代表了大多数交流电源网络的对称阻抗。

  2.5 CDNE的去耦衰减

  AE的未知阻抗和AE产生的干扰都会影响测量结果。在EUT端口和AE端口之间使用不对称衰减可减小这种影响。这种不对称衰减通常由共模扼流圈来实现。

  3,CDNE-X的技术要求

  3.1 机械和电气参数

  CDNE包含在一个金属壳体中,CDNE的EUT端口的中心位于RGP上方30mm(+10mm)处,此高度考虑了连接电缆的典型阻抗为150Ω。

  图1~图3为CDNE的结构图,图4为CDNE-X的电气参数。

  

  图1 内部衰减ameas最小为6dB的CDN-M2

  

  图2 内部衰减ameas最小为6dB的CDN-M3

  

  图3 用于具有x条内部导线的屏蔽电缆且内部衰减ameas最小为6dB的CDN-Sx

  

  图4 CDNE-X的电气参数

  不对称电压的电平通常大于无意的对称电压的电平。因此,最小值为20dB的LCL已能足够地防止对称电压对测量结果的影响。相反,对于使用非屏蔽电缆以差模方式进行通信的EUT的测量,需要规定CDNE特定的LCL值(最小值和最大值)。

  接收机端口的衰减ameas用于减小CDNE和测量接收机之间的失配引入的不确定度。此衰减器优先集成在CDNE内。如果使用外置衰减器,应直接连接在CDNE的接收机端口,在校准和测量时此衰减器需一直保留。衰减ameas的最小值宜为6dB。

  4,限值

  GB/T 17743-2021中规定的CDNE法的限值如表1所示。

  

频率范围(MHz)

准峰值限值(dBuV

30~100

64~54

100~200

54

200~300

54~51

  表1 GB/T 17743-2021中规定的CDNE法的限值

  5,使用CDNE的试验布置和测量时注意事项

  5.1 概述

  当辐射主要通过连接电缆产生时,可使用CDNE法进行骚扰测量。

  CISPR16-2-1中规定,该测量法不适用于以下条件的 EUT:

  a) EUT外壳的最大尺寸大于测量最高频率对应波长的1/4,除非产品技术委员会有特别的规定;

  b) 额定电压超过600V;

  c) 多于2根线缆的。

  而在GB/T 17743-2021中明确规定了当使用CDNE方法时,EUT 必须符合以下的要求:

  a) EUT的最大尺寸是3m╳1m╳1m(长╳宽╳高);

  b) EUT的时钟频率小于或等于30MHz。

  5.2 试验布置

  试验布置位于RGP上,为了人员和设备的安全,RGP与保护地相连。EUT到任意其他金属体的距离不小于0.8m。当较短距离时,也不少于0.4m,此时,不确定度要增加0.2dB。屏蔽室的导电地板可作为RGP。

  CDNE通过金属外壳连接到RGP。可通过在CDNE壳体上施加额外压力改善RF接地。出于安全考虑,需要用螺钉或类似方式与保护地可靠连接。CDNE要放置在距离接地平板边缘至少200mm处。

  EUT位于RGP上100mm±2mm处,由相对介电常数εr尽可能的小(如εr<1.05,泡沫聚苯乙烯)的非导电物体支撑。RGP的边缘至少要超过EUT的边界200mm。

  CDNE和EUT之间的距离为200mm±20mm。CDNE置于EUT被测线缆的一侧,以使电缆的长度最短,电缆不能折叠或捆绑。

  EUT的连接电缆垂直向下,距离RGP约30mm,水平连接到CDNE的EUT端口(见图5)。

  CDNE的AE电源端口连接到辅助设备,即CDNE-M2、CDNE-M3连接到电源,CDNE-SX连接到控制单元。CDNE的接收机端口连接到测量接收机的输入端口。

  带有两根连接电缆的EUT试验布置见图6。实际的布置取决于电缆与EUT的哪个面相连,图6举例说明了一个电缆连接到EUT相邻两侧的布置。

  当两根电缆连接到EUT的同一侧时,两个CDNE应置于紧邻EUT的一侧(如图7)。两个CDNE的间距为20mm±10mm。对于连接非受试线缆,CDNE接收机端口端接50Ω负载。

  

  图5 单根线缆的EUT的试验布置

  

  图6 两根线缆连接到EUT相邻侧的试验布置

  

  图7 两根线缆连接到EUT同侧的试验布置

  5.2 测量时注意事项

  a) 选择制造商描述的EUT的运行条件;

  b) 选择必要的预热时间并监控;

  c) 为了确认测试结果的正确性,应检查环境骚扰,确保骚扰电平与环境骚扰的比值大于20dB;

  d)测量接收机的检波器和测量时间由预测试和最终测试确定。预测试,至少应使用峰值检波器。最终测量时,使用产品标准规定的检波器测量不对称骚扰电压Vdis;

  e)对于骚扰电压Vdis的测量,CDNE电压分压系数FCDNE,应与测量接收读值Vmeas(dBμV)相加, 即:Vdis=Vmeas+FCDNE(dBμV);

  f)对于有两根连接线缆的EUT,要对每根线缆单独测量,两根电缆中的最大读值计为测量结果Vdis。

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