常用的抗擾度試驗標(biāo)準(zhǔn)

摘要：詳細地介紹了幾種抗擾度試驗的目的、方法、嚴(yán)酷度等級及要求。

關(guān)鍵詞：標(biāo)準(zhǔn)抗擾度試驗

Standard of Jamming Immunity Test in Common Use

Abstract: Aims,mehtods,harshess levels and reguirements of a few jamming immunity tests are presented.

Keywords:Standard,Jamming immunity test

中圖法分類號：TN97文獻標(biāo)識碼：A文章編號：02192713(2000)0943508

　　我國電磁兼容認(rèn)證工作已經(jīng)起動，第一批實施電磁兼容的產(chǎn)品類別及所含內(nèi)容也已基本確定，它們是聲音和電視廣播接收機及有關(guān)設(shè)備，信息技術(shù)設(shè)備，家用和類似用途電動、電熱器具，電動工具及類似電器、電源、照明電器、車輛機動船和火花點火發(fā)動機的驅(qū)動裝置、金融及貿(mào)易結(jié)算電子設(shè)備、安防電子產(chǎn)品、聲音和電視信號的電纜分配系統(tǒng)設(shè)備與部件，低壓電器。盡管產(chǎn)品不同，引用的產(chǎn)品族測試標(biāo)準(zhǔn)也不同，但其中抗擾度的試驗內(nèi)容基本相同，它們是靜電放電、射頻輻射電磁場、脈沖群、浪涌、射頻場引起的傳導(dǎo)干擾和電壓跌落等6項。為了幫助讀者對這些標(biāo)準(zhǔn)的理解，作者試圖從試驗?zāi)康?、儀器特性要求、基本配置情況、標(biāo)準(zhǔn)試驗方法和對標(biāo)準(zhǔn)的評述等方面入手，用比較簡潔的文字介紹這些試驗，以加深對標(biāo)準(zhǔn)的理解。

1IEC61000－4－2（GB/T17626.2）靜電放電抗干擾試驗

1.1靜電放電的起因

靜電放電的起因有多種，但IEC61000－4－2（GB/T17626.2）主要描述在低濕度情況下，通過摩擦等因素，使人體積累了靜電。當(dāng)帶有靜電的人與設(shè)備接觸時，就可能產(chǎn)生靜電放電。

1.2試驗?zāi)康?/span>

試驗單個設(shè)備或系統(tǒng)的抗靜電干擾的能力。它模擬：

（1）操作人員或物體在接觸設(shè)備時的放電。

（2）人或物體對鄰近物體的放電。

靜電放電可能產(chǎn)生的如下后果：

（1）直接通過能量交換引起半導(dǎo)體器件的損壞。

（2）放電所引起的電場與磁場變化，造成設(shè)備的誤動作。

1.3靜電放電的模擬

圖1和圖2分別給出了靜電放電發(fā)生器的基本線路和放電電流的波形。

圖1靜電放電發(fā)生器

圖2靜電放電的電流波形

圖1中高壓真空繼電器是目前唯一的能夠產(chǎn)生重復(fù)與高速的放電波形的器件（放電開關(guān)）。圖2是標(biāo)準(zhǔn)放電電流波形，圖中Im表示電流峰值，上升時間tr=（0.7～1）ns。放電線路中的儲能電容CS代表人體電容，現(xiàn)公認(rèn)150pF比較合適。放電電阻Rd為330Ω，用以代表手握鑰匙或其他金屬工具的人體電阻?，F(xiàn)已證明，用這種放電狀態(tài)來體現(xiàn)人體放電的模型是足夠嚴(yán)酷的。

圖3信號發(fā)生器的輸出電壓波形

（a）未調(diào)制的射頻信號UPP=2.8VUrms=1.0V

（b）調(diào)制的射頻信號UPP=5.18VUrms=1.12V

1.4放電方式

直接放電（直接對設(shè)備的放電）：接觸放電為首選形式；只有在不能用接觸放電的地方（如表面涂有絕緣層，計算機鍵盤縫隙等情況）才改用氣隙放電。

1.5試驗方法

有型式試驗（在實驗室進行）及安裝現(xiàn)場試驗兩種，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以前者為主。

試驗中一般以1次/秒的速率進行放電，以便讓設(shè)備對試驗未來得及響應(yīng)。另外正式試驗前要用20次/秒的放電速率，對被試設(shè)備表面很快掃視一遍，目的是找出設(shè)備對靜電放電敏感的部位。

試驗電壓要由低到高逐漸增加到規(guī)定值。

1.6試驗的嚴(yán)酷度等級

該試驗的嚴(yán)酷度等級見表1。

表1嚴(yán)酷度等級

等級的選擇取決于環(huán)境等因素，但對具體的產(chǎn)品來說，往往已在相應(yīng)的產(chǎn)品或產(chǎn)品族標(biāo)準(zhǔn)中加以規(guī)定。

1.7對試驗的評述

標(biāo)準(zhǔn)中接觸放電之所以可以用比較低的試驗電壓來進行試驗，是因為接觸放電有著極其陡峭的上升時間，其諧波成分更豐富，對設(shè)備的考核也更嚴(yán)格。

2IEC61000－4－3(GB/T17626.3)射頻輻射電磁場的抗擾度試驗

2.1造成射頻輻射的起因

射頻輻射電磁場對設(shè)備的干擾往往是由設(shè)備操作、維修和安全檢查人員在使用移動電話時所產(chǎn)生的，其他如無線電臺、電視發(fā)射臺、移動無線電發(fā)射機和各種工業(yè)電磁輻射源（以上屬有意發(fā)射），以及電焊機、晶閘管整流器、熒光燈工作時產(chǎn)生的寄生輻射（以上屬無意發(fā)射），也都會產(chǎn)生射頻輻射干擾。

2.2試驗?zāi)康?/span>

建立一個共同的標(biāo)準(zhǔn)來評價電氣和電子設(shè)備的抗射頻輻射電磁場干擾的能力。

2.3試驗的嚴(yán)酷度等級

該試驗的嚴(yán)酷度等級見表2。

表2嚴(yán)酷度等級

其中：1級為低輻射環(huán)境，如離電臺、電視臺1km以上，附近只有小功率移動電話在使用。2級為中等輻射環(huán)境，如在不近于1m處使用小功率移動電話，為典型的商業(yè)環(huán)境。3級為較嚴(yán)酷的輻射環(huán)境，如在1m左右的地方使用移動電話，或附近有大功率發(fā)射機在工作，為典型的工業(yè)環(huán)境。

移動電話工作時所產(chǎn)生場強的經(jīng)驗公式：式中：P為移動電話的功率，W；d為移動電話至設(shè)備的距離，m。

上述公式反映了在離設(shè)備很近的地方使用功率較大的移動電話，會給設(shè)備造成很強的射頻輻射電磁場的干擾。

2.4模擬試驗

隨著技術(shù)的發(fā)展，電磁環(huán)境也隨著惡化，測試頻率已由早期的（27～500）MHz，擴展到（80～1000）MHz。其中高頻段的擴展是與移動電話的普遍使用有關(guān)，它的工作頻率現(xiàn)已擴展到900MHz（甚至更高）；對80MHz的選擇則與對測試場地的要求、對射頻功率放大器的功率要求和對天線的選用要求有關(guān)。至于80MHz以下部分，將由IEC61000－4－6標(biāo)準(zhǔn)加以補充。

試驗時要用1kHz正弦波進行幅度調(diào)制，調(diào)制深度為80％，參見圖3（在早期的試驗標(biāo)準(zhǔn)中不需要調(diào)制）。將來有可能再增加一項鍵控調(diào)頻（歐共體標(biāo)準(zhǔn)已采用），調(diào)制頻率為200Hz，占空比為1∶1。

2．5基本試驗儀器

（1）信號發(fā)生器（主要指標(biāo)是帶寬、有調(diào)幅功能、能自動或手動掃描、掃描點上的留駐時間可設(shè)定、信號的幅度能自動控制等）。

（2）功率放大器（要求在3m法或10m法的情況下，達到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的場強。對于小產(chǎn)品，也可以采用1m法進行試驗，但當(dāng)1m法和3m法的試驗結(jié)果有爭執(zhí)時，以3m法為準(zhǔn)）。

（3）天線（在不同的頻段下使用雙錐和對數(shù)周期天線。國外已有在全頻段內(nèi)使用的復(fù)合天線）。

（4）場強測試探頭。

（5）場強測試與記錄設(shè)備。

當(dāng)在基本儀器的基礎(chǔ)上再增加一些諸如功率計、計算機（包括專用的控制軟件）、場強探頭的自動行走機構(gòu)等，可構(gòu)成一個完整的自動測試系統(tǒng)。

2．6試驗的場地

最好采用電波暗室（主要考慮場地均勻性問題。如果在這個電波暗室中還要考慮產(chǎn)品本身在工作中產(chǎn)生的電磁波騷擾測試時，則這個電波暗室還涉及到與開闊場的比對問題）。

為了保證試驗結(jié)果的可比性和重復(fù)性，要對試驗場地的均勻性進行校驗。

2．7試驗方法

試驗在電波暗室中進行，試驗時人員不能進入，用工業(yè)電視監(jiān)視試品的工作情況（或從試品引出可以說明試品工作狀態(tài)的信號至測定室，由專門儀器予以判定）。暗室內(nèi)有天線（包括天線的升降塔）、轉(zhuǎn)臺、試品及工業(yè)電視攝象機。

工作人員、測定試品性能的儀器、信號發(fā)生器、功率計和計算機等設(shè)備在測定室里。高頻功率放大器則放在功放室里。

試驗中，對試品的布線非常講究，應(yīng)記錄在案，以便必要時重現(xiàn)試驗結(jié)果。

2．8場強、試驗距離與功率放大器之間的關(guān)系（僅

供參考）。

場強、試驗距離與功率放大器的關(guān)系見表3。

表3場強、試驗距離與功率放大器關(guān)系

3IEC61000－4－4（GB/T17626.4）電快速瞬變脈沖群的抗擾度試驗

3．1電快速瞬變脈沖群的起因及后果

電路中，機械開關(guān)對電感性負載的切換，通常會對同一電路的其他電氣和電子設(shè)備產(chǎn)生干擾。這類干擾的特點是：脈沖成群出現(xiàn)、脈沖的重復(fù)頻率較高、脈沖波形的上升時間短暫、單個脈沖的能量較低。實踐中，因電快速瞬變脈沖群造成設(shè)備故障的機率較少，但使設(shè)備產(chǎn)生誤動作的情況經(jīng)?？梢姡怯泻线m的對策，否則較難通過。

3．2試驗?zāi)康?/span>

進行電快速瞬變脈沖群試驗的目的是要對電氣和電子設(shè)備建立一個評價抗擊電快速瞬變脈沖群的共同依據(jù)。

圖4快速瞬變脈沖群發(fā)生器

注：U—高壓電源RS—波形形成電阻RC—充電電阻

Rm—阻抗匹配電阻CC—貯能電容Cd—隔直電容

圖5電快速瞬變脈沖群

（a）接50Ω負載時單個脈沖波形

(b)單脈沖重復(fù)周期

（c）脈沖群周期