脈沖群發(fā)生器試驗綜述

二．脈沖群發(fā)生器試驗綜述實(shí)驗設備

1. 電快速脈沖發(fā)生器其中儲能電容的大小決定單個(gè)脈沖的能量；波形形成電阻和儲能電容配合，決定了波形的形狀；阻抗匹配電阻決定了脈沖發(fā)生器的輸出阻抗(標準為50歐姆)；隔直電容則隔離了脈沖發(fā)生器中的直流成分。

2.耦合/去耦網(wǎng)絡(luò ) 交/直流電源端口的耦合/去耦網(wǎng)絡(luò )(CDN---Couple and Decouple networks)，這個(gè)網(wǎng)絡(luò )提供了在不對稱(chēng)條件下把試驗電壓施加到受試設備的電源端口的能力。這里所謂不對稱(chēng)干擾是指電源線(xiàn)與大地之間的干擾?？梢钥吹綇脑囼灠l(fā)生器來(lái)的信號電纜芯線(xiàn)通過(guò)可供選擇的耦合電容加到相應的電源線(xiàn)(L1、L2、L3、N及PE)上，信號電纜的屏蔽層則和耦合/去耦網(wǎng)絡(luò )的機殼相連，機殼則接到參考接地端子上。耦合/去耦網(wǎng)絡(luò )的作用是將干擾信號耦合到EUT并阻止干擾信號干擾連接在同一電網(wǎng)中的不相干設備。一些電快速脈沖發(fā)生器已將耦合/去耦網(wǎng)絡(luò )集成于一體。

3.電容耦合夾關(guān)于電容耦合夾的應用，在GB/T17626.4的第6.3節中指出，耦合夾能在受試設備各端口的端子、電纜屏蔽層或受試設備的任何其他部分無(wú)任何電連接的情況下把快速瞬變脈沖群耦合到受試線(xiàn)路上。受試線(xiàn)路的電纜放在耦合夾的上下兩塊耦合板之間，耦合夾本身應盡可能地合攏，以提供電纜和耦合夾之間的*大耦合電容。耦合夾的兩端各有一個(gè)高壓同軸接頭，用其*靠近受試設備的這一端與發(fā)生器通過(guò)同軸電纜連接。高壓同軸接頭的芯線(xiàn)與下層耦合板相連，同軸接頭的外殼與耦合夾的底板相通，而耦合夾放在參考接地板上。

三.脈沖群發(fā)生器試驗綜述實(shí)驗設置

下面是在實(shí)驗室進(jìn)行電快速脈沖群抗擾度試驗時(shí)所必須的配置：

1.參考接地板用厚度為0.25mm以上的銅板或鋁板(需提醒的是，普通鋁板容易氧化，易造成試驗儀器、受試設備的接地電纜與參考接地板之間塔接**，宜慎用)；若用其他金屬板材，要求厚度大于0.65mm。參考接地板的尺寸取決于試驗儀器和受試設備，以及試驗儀器與受試設備之間所規定的接線(xiàn)距離(1m)。參考接地板的各邊至少應比上述組合超出0.1m。 參考接地板應與實(shí)驗室的保護地相連。 

2.試驗儀器(包括脈沖群發(fā)生器和耦合/去耦網(wǎng)絡(luò ))放置在參考接地板上。試驗儀器用盡可能粗短的接地電纜與參考接地板連接，并要求在搭接處所產(chǎn)生的阻抗盡可能小。

3.受試設備用0.1±0.01m的絕緣支座隔開(kāi)后放在參考接地板上(如果受試設備是臺式設備，則應放置在離參考接地板高度為0.8±0.08m的木頭桌子上)。受試設備(或試驗桌子)距參考接地板邊緣的*小尺寸滿(mǎn)足項1(0.1m)的規定。受試設備應按照設備的安裝規范進(jìn)行布置和連接，以滿(mǎn)足它的功能要求。另外，受試設備應按照制造商的安裝規范，將接地電纜以盡量小的接地阻抗連接到參考接地板上(注意，不允許有額外的接地情況出現)。當受試設備只有兩根電源進(jìn)線(xiàn)(單相，一根L，一根N)，而且不設專(zhuān)門(mén)接地線(xiàn)時(shí)，受試設備就不能在試驗時(shí)單獨再拉一根接地線(xiàn)。同樣，受試設備如果通過(guò)三芯電源線(xiàn)進(jìn)線(xiàn)(單相，一根L，一根N，及一根電氣接地線(xiàn))，未設專(zhuān)門(mén)接地線(xiàn)時(shí)，則此受試設備也不允許另外再設接地線(xiàn)來(lái)接地，而且受試設備的這根電氣接地線(xiàn)還必須經(jīng)受抗擾度試驗。

4.受試設備與試驗儀器之間的相對距離以及電源連線(xiàn)的長(cháng)度都控制在1m，電源線(xiàn)的離地高度控制在0.1m，如有可能，*好用一個(gè)木制支架來(lái)擺放電源線(xiàn)。當受試設備的電源線(xiàn)為不可拆卸，而且長(cháng)度超過(guò)1m時(shí)，那么超長(cháng)部分就應當挽成個(gè)直徑為0.4m的扁平線(xiàn)圈，并行地放置在離參考接地板上方0.1m處。受試設備與試驗儀器之間的距離仍控制為1m。標準還規定，上述電源線(xiàn)不應采用屏蔽線(xiàn)，但電源線(xiàn)的絕緣應當良好。

5.試驗應在試驗室中央進(jìn)行，除了位于受試設備、試驗儀器下方的參考接地板以外，它們與其他所有導電性結構(例如屏蔽室的墻壁和實(shí)驗室里的其他有金屬結構的試驗儀器和設備)之間的*小距離為0.5m。

6.當使用耦合夾做被試系統的抗擾度試驗時(shí)，耦合夾應放置在參考接地板上，耦合夾到參考接地板的邊緣尺寸的*小距離為0.1m。同樣，除了位于耦合夾下方的參考接地板以外，耦合夾相對所有其他導電性結構之間的*小距離是0.5m。如果試驗是針對系統中一臺設備(如EUT1)的抗擾度性能測試來(lái)說(shuō)時(shí)，則耦合夾與EUT1的距離關(guān)系保持不變，而將耦合夾相對EUT2的距離增至5m以上(標準認為較長(cháng)的導線(xiàn)足夠使線(xiàn)路上的脈沖群信號損耗殆盡)。耦合夾也可由1米長(cháng)的鋁箔包裹受試電纜代替，前提是它可以提供和耦合夾一樣的等效電容(100pF)。如果現場(chǎng)條件不允許放置1m長(cháng)的鋁箔也可以適當縮短長(cháng)度，但仍要保證等效耦合電容。也可以將發(fā)生器的輸出通過(guò)100pF的高壓陶瓷電容直接加到受試電纜的芯線(xiàn)或是外皮。

7．在電源線(xiàn)上的試驗通過(guò)耦合/去耦網(wǎng)絡(luò )以共模方式進(jìn)行，在每一根線(xiàn)(包括設備的電氣接地線(xiàn))對地(對參考接地板)施加試驗電壓。要求每一根線(xiàn)在一種試驗電壓極性下做三次，每次一分鐘，中間相隔一分鐘。在一種極性做完后，換做另一個(gè)極性。一根線(xiàn)做完后，換做另一根線(xiàn)。當然也可以把脈沖同時(shí)注入兩根線(xiàn)，甚至幾根線(xiàn)。 四．試驗等級 試驗等級所代表的典型工作環(huán)境如下：1級，具有良好保護的環(huán)境。計算機機房可代表此類(lèi)環(huán)境；2級，受保護的環(huán)境。工廠(chǎng)和發(fā)電廠(chǎng)的控制室可代表此類(lèi)環(huán)境；3級，典型工業(yè)環(huán)境。發(fā)電廠(chǎng)和戶(hù)外高壓變電站的繼電器房可代表此類(lèi)環(huán)境；4級，嚴酷的工業(yè)環(huán)境。為采取特別安裝措施的電站或工作電壓高達50萬(wàn)伏的開(kāi)關(guān)設備可代表此類(lèi)環(huán)境；X級，由廠(chǎng)家和客戶(hù)協(xié)商決定。

電快速脈沖干擾成分：傳導干擾和輻射干擾

由于脈沖群的單個(gè)脈沖波形前沿tr達到5ns，脈寬達到50ns，這就注定了脈沖群干擾具有極其豐富的諧波成分。幅度較大的諧波頻率至少可以達到1/πtr，亦即可以達到64MHz左右，相應的信號波長(cháng)為5m。對于一根載有60MHz以上頻率的電源線(xiàn)來(lái)說(shuō)，如果長(cháng)度有1m，由于導線(xiàn)長(cháng)度已經(jīng)可以和信號的波長(cháng)可比，不能再以普通傳輸線(xiàn)來(lái)考慮，信號在線(xiàn)上的傳輸過(guò)程中，部分依然可以通過(guò)傳輸線(xiàn)進(jìn)入受試設備(傳導發(fā)射)；部分要從線(xiàn)上逸出，成為輻射信號進(jìn)入受試設備(輻射發(fā)射)。因此，受試設備受到的干擾實(shí)際上是傳導與輻射的結合。

很明顯，傳導和輻射的比例將和電源線(xiàn)的長(cháng)度有關(guān)，線(xiàn)路越短，傳導成分越多，而輻射比例越??；反之，輻射比例就大。這正是同等條件下，為什么金屬外殼的設備要比非金屬外殼設備更容易通過(guò)測試的道理，因為金屬外殼的設備抗輻射干擾能力較強。并且輻射的強弱還和電源線(xiàn)與參考接地板之間的相對距離有關(guān)(它反映了受試設備與接地板之間的分布電容)，EUT離參考接地板越近，則分布電容就越大(容抗越小)，干擾信號越不容易以輻射方式逸出；反之亦反。由此可見(jiàn)，試驗用的電源線(xiàn)長(cháng)短，電源線(xiàn)離參考接地板的高度，乃至電源線(xiàn)與受試設備的相對位置，都可成為影響試驗結果的因素。

因此，為了保證試驗結果的可重復性和可比性，注意試驗配置的一致性就變得十分重要。信號線(xiàn)和電源線(xiàn)在一起的直流設備的測試)對于像帶有USB數據線(xiàn)并通過(guò)USB線(xiàn)供電的一類(lèi)信號線(xiàn)和電源線(xiàn)在一起的設備，如移動(dòng)硬盤(pán)、網(wǎng)絡(luò )攝像頭等，我們要采用電容耦合夾的干擾注入方式。因為如果我們選用耦合/去耦網(wǎng)絡(luò )，那么去耦網(wǎng)絡(luò )中的去耦電容(0.1uF左右)，以及去耦電感(＞100μH)，會(huì )使工作信號發(fā)生嚴重失真，特別是對于USB2.0等高速端口，影響更為嚴重。從而讓實(shí)驗不能如實(shí)反映設備的真實(shí)狀態(tài)。但如果是單獨的直流電源線(xiàn)(不含信號線(xiàn))，我們仍舊采用耦合/去耦網(wǎng)絡(luò )來(lái)施加干擾。