预习思考题
在进行传导发射试验时,如果空间的电磁场骚扰,会对试验结果带来什么不良的影响?
首先,我们了解一下传导发射试验的基本原理。
传导发射的基本原理如图所示。
准备一块金属板,这个金属板的尺寸要满足放置LISN和受试设备的要求。这块金属板要与安全地连接起来。安全地就是墙上电源插座中的地线。
将LISN和受试设备放置在金属板上。
把LISN的接地端与金属板连接好,连接导体越短越好,过长会影响测量的结果。
受试设备按照实际使用的情况,决定是否与金属板连接起来。如果受试设备在使用时,需要与金属台面固定,就进行连接。
LISN连接到电源上,在普通实验环境中,交流电就是墙上的电源插座。如果设备使用直流供电的,就需要一个直流电源。
将频谱分析仪连接到LISN的射频输出端口,就可以进行测量了。
传导发射试验的原理虽然简单,但是要获得正确的试验结果,需要保证背景噪声低于限制值6dB。背景噪声就是在受试设备没有工作时,频谱分析仪上读出的骚扰数值。
背景噪声主要有两个来源,一个是电网,另一个是空间。当然,如果使用直流电源供电,直流电源的噪声也是一个来源,这相当于电网骚扰。
普通办公环境中,电网上的骚扰很强。这些骚扰来自电网上的各种电子设备,如果电网上有大功率的电力电子设备,例如UPS电源,变频空调等,骚扰会更加严重。
另一种骚扰来自空间,虽然对于10MHz或者30MHz以下的频段,空间的骚扰并不是主要的,但是如果想对电源线的高频传导发射进行摸底,更高频率的空间骚扰可能成为问题。我们知道,电源线的高频传导发射会影响RE102等辐射发射指标。
除了背景噪声的问题以外,还有一个问题需要引起重视,这就是LISN产生的漏电流。当LISN接到交流电网上时,较大的漏电流可能触发漏电保护器动作,是试验无法开展。
对于电网上的骚扰,可以按照图中所示的方法进行滤除。
首先,使用一个隔离变压器。隔离变压器的作用是滤除共模骚扰。由于变压器只能够变换差模电压,因此,电网上的共模电压就被隔离掉了。但是,由于隔离变压器的初级和次级之间有杂散电容,这为较高频率的共模骚扰提供了通路。
隔离变压器后面,是一个EMI滤波器。他的作用有两个,一个是滤除从隔离变压器泄漏过来的高频共模骚扰,另一个作用是滤除差模骚扰,因为变压器对差模骚扰是没有隔离作用的。
另外,隔离变压器解决了LISN漏电的问题。使用了隔离变压器以后,就不会出现漏电保护器动作的问题。
对于空间的骚扰,就只能采取屏蔽的方法了。
有些设计师建造了一个小的屏蔽室,例如,3米×3米,将LISN和受试设备都放在里面,但是这仍然不适合普通实验室的环境,而且由于空间狭小,人员的工作条件比较差。
这里介绍一个简单的方法,如图所示。
我们将LISN放置在一个小屏蔽箱内,将受试设备(EUT)放置在另一个小屏蔽箱内,然后,它们之间用屏蔽电缆进行连接。这样就构成了一个完整的屏蔽体,使试验环境与外界电磁场隔离。
这个方案避免了小屏蔽室占用空间较大,人员工作条件较差的缺点。
由于消除了空间的骚扰,因此,我们可以用一个电流卡钳来监测电源线上的共模电流,并依据这个共模电流来预测辐射发射(RE102)。
从共模电流预测辐射发射的方法前面我们已经做了介绍。