常用的抗擾度試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

摘要：詳細(xì)地介紹了幾種抗擾度試驗(yàn)的目的、方法、嚴(yán)酷度等級(jí)及要求。

關(guān)鍵詞：標(biāo)準(zhǔn)抗擾度試驗(yàn)

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(hào)：TN97文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：02192713(2000)0943508

　　我國(guó)電磁兼容認(rèn)證工作已經(jīng)起動(dòng)，第一批實(shí)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(jī)及有關(guān)設(shè)備，信息技術(shù)設(shè)備，家用和類似用途電動(dòng)、電熱器具，電動(dòng)工具及類似電器、電源、照明電器、車輛機(jī)動(dòng)船和火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)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(hào)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(cè)試標(biāo)準(zhǔn)也不同，但其中抗擾度的試驗(yàn)內(nèi)容基本相同，它們是靜電放電、射頻輻射電磁場(chǎng)、脈沖群、浪涌、射頻場(chǎng)引起的傳導(dǎo)干擾和電壓跌落等6項(xiàng)。為了幫助讀者對(duì)這些標(biāo)準(zhǔn)的理解，作者試圖從試驗(yàn)?zāi)康摹x器特性要求、基本配置情況、標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法和對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)述等方面入手，用比較簡(jiǎn)潔的文字介紹這些試驗(yàn)，以加深對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的理解。

1IEC61000－4－2（GB/T17626.2）靜電放電抗干擾試驗(yàn)

1.1靜電放電的起因

靜電放電的起因有多種，但I(xiàn)EC61000－4－2（GB/T17626.2）主要描述在低濕度情況下，通過(guò)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(shí)，就可能產(chǎn)生靜電放電。

1.2試驗(yàn)?zāi)康?/span>

試驗(yàn)單個(gè)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(shí)的放電。

（2）人或物體對(duì)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(guò)能量交換引起半導(dǎo)體器件的損壞。

（2）放電所引起的電場(chǎng)與磁場(chǎng)變化，造成設(shè)備的誤動(dòng)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(kāi)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(shí)間tr=（0.7～1）ns。放電線路中的儲(chǔ)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(lái)體現(xiàn)人體放電的模型是足夠嚴(yán)酷的。

圖3信號(hào)發(fā)生器的輸出電壓波形

（a）未調(diào)制的射頻信號(hào)UPP=2.8VUrms=1.0V

（b）調(diào)制的射頻信號(hào)UPP=5.18VUrms=1.12V

1.4放電方式

直接放電（直接對(duì)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(jì)算機(jī)鍵盤縫隙等情況）才改用氣隙放電。

1.5試驗(yàn)方法

有型式試驗(yàn)（在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行）及安裝現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)兩種，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以前者為主。

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

試驗(yàn)電壓要由低到高逐漸增加到規(guī)定值。

1.6試驗(yàn)的嚴(yán)酷度等級(jí)

該試驗(yàn)的嚴(yán)酷度等級(jí)見(jiàn)表1。

表1嚴(yán)酷度等級(jí)

等級(jí)的選擇取決于環(huán)境等因素，但對(duì)具體的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，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(duì)試驗(yàn)的評(píng)述

標(biāo)準(zhǔn)中接觸放電之所以可以用比較低的試驗(yàn)電壓來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)，是因?yàn)榻佑|放電有著極其陡峭的上升時(shí)間，其諧波成分更豐富，對(duì)設(shè)備的考核也更嚴(yán)格。

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

2.1造成射頻輻射的起因

射頻輻射電磁場(chǎng)對(duì)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(dòng)電話時(shí)所產(chǎn)生的，其他如無(wú)線電臺(tái)、電視發(fā)射臺(tái)、移動(dòng)無(wú)線電發(fā)射機(jī)和各種工業(yè)電磁輻射源（以上屬有意發(fā)射），以及電焊機(jī)、晶閘管整流器、熒光燈工作時(shí)產(chǎn)生的寄生輻射（以上屬無(wú)意發(fā)射），也都會(huì)產(chǎn)生射頻輻射干擾。

2.2試驗(yàn)?zāi)康?/span>

建立一個(gè)共同的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)價(jià)電氣和電子設(shè)備的抗射頻輻射電磁場(chǎng)干擾的能力。

2.3試驗(yàn)的嚴(yán)酷度等級(jí)

該試驗(yàn)的嚴(yán)酷度等級(jí)見(jiàn)表2。

表2嚴(yán)酷度等級(jí)

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

移動(dòng)電話工作時(shí)所產(chǎn)生場(chǎng)強(qiáng)的經(jīng)驗(yàn)公式：式中：P為移動(dòng)電話的功率，W；d為移動(dòng)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(dòng)電話，會(huì)給設(shè)備造成很強(qiáng)的射頻輻射電磁場(chǎng)的干擾。

2.4模擬試驗(yàn)

隨著技術(shù)的發(fā)展，電磁環(huán)境也隨著惡化，測(cè)試頻率已由早期的（27～500）MHz，擴(kuò)展到（80～1000）MHz。其中高頻段的擴(kuò)展是與移動(dòng)電話的普遍使用有關(guān)，它的工作頻率現(xiàn)已擴(kuò)展到900MHz（甚至更高）；對(duì)80MHz的選擇則與對(duì)測(cè)試場(chǎng)地的要求、對(duì)射頻功率放大器的功率要求和對(duì)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(bǔ)充。

試驗(yàn)時(shí)要用1kHz正弦波進(jìn)行幅度調(diào)制，調(diào)制深度為80％，參見(jiàn)圖3（在早期的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中不需要調(diào)制）。將來(lái)有可能再增加一項(xiàng)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(yàn)儀器

（1）信號(hào)發(fā)生器（主要指標(biāo)是帶寬、有調(diào)幅功能、能自動(dòng)或手動(dòng)掃描、掃描點(diǎn)上的留駐時(shí)間可設(shè)定、信號(hào)的幅度能自動(dòng)控制等）。

（2）功率放大器（要求在3m法或10m法的情況下，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的場(chǎng)強(qiáng)。對(duì)于小產(chǎn)品，也可以采用1m法進(jìn)行試驗(yàn)，但當(dāng)1m法和3m法的試驗(yàn)結(jié)果有爭(zhēng)執(zhí)時(shí)，以3m法為準(zhǔn)）。

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

（4）場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試探頭。

（5）場(chǎng)強(qiáng)測(cè)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(jì)、計(jì)算機(jī)（包括專用的控制軟件）、場(chǎng)強(qiáng)探頭的自動(dòng)行走機(jī)構(gòu)等，可構(gòu)成一個(gè)完整的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。

2．6試驗(yàn)的場(chǎng)地

最好采用電波暗室（主要考慮場(chǎng)地均勻性問(wèn)題。如果在這個(gè)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(cè)試時(shí)，則這個(gè)電波暗室還涉及到與開(kāi)闊場(chǎng)的比對(duì)問(wèn)題）。

為了保證試驗(yàn)結(jié)果的可比性和重復(fù)性，要對(duì)試驗(yàn)場(chǎng)地的均勻性進(jìn)行校驗(yàn)。

2．7試驗(yàn)方法

試驗(yàn)在電波暗室中進(jìn)行，試驗(yàn)時(shí)人員不能進(jìn)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(shuō)明試品工作狀態(tài)的信號(hào)至測(cè)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(tái)、試品及工業(yè)電視攝象機(jī)。

工作人員、測(cè)定試品性能的儀器、信號(hào)發(fā)生器、功率計(jì)和計(jì)算機(jī)等設(shè)備在測(cè)定室里。高頻功率放大器則放在功放室里。

試驗(yàn)中，對(duì)試品的布線非常講究，應(yīng)記錄在案，以便必要時(shí)重現(xiàn)試驗(yàn)結(jié)果。

2．8場(chǎng)強(qiáng)、試驗(yàn)距離與功率放大器之間的關(guān)系（僅

供參考）。

場(chǎng)強(qiáng)、試驗(yàn)距離與功率放大器的關(guān)系見(jiàn)表3。

表3場(chǎng)強(qiáng)、試驗(yàn)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(yàn)

3．1電快速瞬變脈沖群的起因及后果

電路中，機(jī)械開(kāi)關(guān)對(duì)電感性負(fù)載的切換，通常會(huì)對(duì)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(diǎn)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(shí)間短暫、單個(gè)脈沖的能量較低。實(shí)踐中，因電快速瞬變脈沖群造成設(shè)備故障的機(jī)率較少，但使設(shè)備產(chǎn)生誤動(dòng)作的情況經(jīng)?？梢?jiàn)，除非有合適的對(duì)策，否則較難通過(guò)。

3．2試驗(yàn)?zāi)康?/span>

進(jìn)行電快速瞬變脈沖群試驗(yàn)的目的是要對(duì)電氣和電子設(shè)備建立一個(gè)評(píng)價(jià)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(fù)載時(shí)單個(gè)脈沖波形

(b)單脈沖重復(fù)周期

（c）脈沖群周期