这个问题
自电压和电流出现以来,感应信号敏感性一直是影响电子设备性能的一个因素。通常被称为串扰,一个电路信号到另一个电路的不希望的耦合可能导致干扰,降低信号的完整性。
本文介绍了RTCA DO-160 Section 19规定的电磁兼容性(EMC)要求的测试过程。这些要求评估了被测设备(EUT)对EUT或相关电缆的容性和电感耦合的容忍度。评估涵盖耦合在工频(包括谐波)范围,音频范围,和电瞬态。
设备类别
这些要求由三个字母的代码来确定,以指定设备的性能要求和电源操作类型。表1提供类别名称的定义。
表1:类别名称
第一个字母 | 要求 |
C | 要求无干扰操作;存在严重的耦合潜力 |
Z | 要求无干扰操作 |
一个 | 要求无干扰操作 |
B | 干扰被控制在可容忍的水平 |
第二封信 | 权力的类型 |
C | 恒频电源类型(400hz或DC) |
N | 频率范围窄(350hz ~ 650hz) |
W | 频率范围宽(350hz ~ 800hz) |
第三个字母 | 电子场入设备 |
E | 设备合格者可进入e场设备 |
X | 设备不合格的电子领域进入设备 |
测试级别
标准中包含了五种不同的测试方法,并指定了适用范围和测试级别。该信息在标准第19节的表格中提供。该表指向一些图形,其中包括基于测试频率范围的测试级别的图形。我们将在复习每种测试方法时讨论其中的一些。
音频电缆测试等级以电缆长度为3.3米为基准,其中电缆两端长度为15厘米。如果安装图纸指定了较短的电缆,则测试高度可按指定电缆长度与3米基础的比率向下调整(耦合长度不考虑15厘米长度)。例如,实际电缆长度为1m,则测试电平为指定测试电平的1/3。这并不意味着短电缆可以用于测试配置,除非安装图纸规定了较短的长度。
请记住,测试期间使用的电缆代表安装。除非安装图纸中有规定,否则不要添加屏蔽或扭曲。
频率扫描/停留时间
该标准要求在扫描适用于测试方法的测试频率范围内,每十年至少有30次频率。方程1给出了计算频率增量的公式。
方程式1:公式,对数间隔,30点/十年
地点:
fn | 测试频率,单位为Hz, n=1 ~ m |
f1 | 启动频率 |
f米 | 结束频率 |
米 | 1 + 30 *日志(f米/ f1) |
每个频率的停留时间至少为10秒,但不小于EUT完成一个操作周期所需的时间。如果采用连续频率扫频,则每十年扫频时间为5分钟(10秒* 30分)。
设备感应磁场
图1提供了设备感应磁场测试的通用测试配置图。流过导线的电流产生磁场,磁场通量线到达EUT边界,并可能渗透到电路中。这种渗透可能会干扰EUT的操作。该测试评估的是设备耐受磁场暴露的能力。
由于电力分布通常是电流源,具有足够的强度来产生大磁场,因此对于恒频电源系统,测试在400 Hz下完成,对于窄频和宽频电源系统,测试在极端频率下完成。测试电流通常设置为20安培,但如果安装会导致暴露在更大的电流中,则可以进行调整。请勿将干扰信号与EUT电源输入同步。
支撑结构保持耦合线的直线必须是磁透明的,以防止通量线通过渗透材料的集中或重定向。大多数测试设备使用可调电源来管理电流幅度,但如果电源是固定的,则可以使用适当的额定变阻器。
耦合线水平定向,并缓慢移动穿过EUT表面,以使EUT能够对干扰作出足够的响应。在每个EUT面上重复耦合线运动,保持分离距离。虽然标准不要求测试EUT底部,但如果该面可能暴露在电缆,特别是配电电缆中,则可以考虑将该面添加到测试序列中。
设备诱发电场
图2提供了设备感应电场测试的通用测试配置图。这种测试方法的适用性仅限于没有外部金属底盘的设备。我收到的问题表明,标准的一些读者认为这种排除也适用于带有非导电外壳的设备。这种说法的解释是不正确的——只有金属保险除外。这表明,如果安装可以在显示器附近放置电压源,则应该考虑使用带有开口的金属机箱进行测试。
该过程在距离器件表面1厘米的范围内放置一条开路充电线,寄生电容允许电荷应用到EUT表面,为非导电材料充电。如果设备不能容忍充电,则性能可能会下降。
就像上面的磁场测试一样,带电线扫过EUT表面的速度足够慢,如果它是易受影响的,则允许EUT响应。
请注意,带电线路中的电阻器防止通过与耦合线接触放电的情况下对测试工程师产生危险电流。这也将限制电流流到EUT,如果电弧应通过设备支持。测试配置图纸显示带电线的绝缘厚度至少为7毫米,以避免导线直接接触机箱-电容耦合。
所有类别的测试电压通常为170伏400赫兹。测试频率与EUT电源频率不同步。考虑将底面加入到测试中,如果它可以暴露在与底面相邻的带电线上。
连接电缆感应磁场
图3提供了电缆感应磁场测试的总体测试配置图。流过导线的电流产生磁场,磁场通量线吞没相邻的电缆,产生电流进入导线。这种耦合可能会干扰EUT操作。该测试评估的是设备耐受磁场暴露的能力。
该图显示了一根与被测电缆紧密耦合的漂亮直线,但实际上,电缆和耦合线的布线有一些弯曲,耦合电缆按指定长度粘在被测电缆上。注意,短电缆将看到如上所述的限制调整。
由于电力分布通常是电流源,具有足够的大小来产生大的磁场,测试水平在工频范围内最高,在音频范围内随着频率的增加而降低。标准中提供了测试水位线,测量单位为A-m一个安培和米以米为单位表示电缆长度。测试电平为30 A-m时,电流为10安培,电缆暴露在3米以上。电流源不与到EUT的电源同步。测试级别以RMS单位表示。
使用上述扫描速率和停留时间扫描测试频率范围,同时监测EUT的敏感性指示。对每根互连电缆重复测试。注意,电缆的每一端都有适当的负载或模拟设备。
连接电缆感应电场
图4提供了电缆感应电场测试的通用测试配置图。施加到开路耦合导线上的电压将电容性耦合到被测电缆上,并可能在导线上产生干扰有意电缆信号的电压。该测试评估设备耐受电场暴露的能力。
该图显示了在指定的线长下缠绕在测试电缆上的耦合线。回想一下,短电缆允许如上所述的限制调整。保持耦合线紧靠被测电缆。缠绕后将电线粘在电缆上有助于保持紧密耦合。
由于电力分布通常是主要电压源,具有足够的强度来产生大的电场,因此测试电平在工频范围内最高,在音频范围内随着频率的增加而降低。标准中提供了测试电平曲线,测量单位为V-mV是电压和米以米为单位表示电缆长度。5400v -m测试电平表示电压为1800v,电缆暴露在3m以上。电压源不应与给EUT的电源同步。测试级别以RMS单位表示。
规定的1800伏将测试电平置于中压范围,因此需要考虑测试设备的高额定电压。例如,典型的电源额定电压为300伏特,使用升压变压器可达到1800伏特。中压变压器不是一个常用的实验室项目,因此插入低压变压器的布置如图所示图4可用于每个变压器步进到600伏特和系列安排产生1800伏特。这将使每个变压器保持在低电压范围内。此外,确保耦合线绝缘是足够的1800伏特,以防止电弧通过。根据当地法规,用于该测试的电压可能需要持证电工的支持-在此测试配置时要特别小心。
除非有故障情况下,电流是有限的,但一定要包括限流电阻,以防电流由于故障或通过分布寄生电容的接线。
使用上述扫描速率和停留时间扫描测试频率范围,同时监测EUT的敏感性指示。对每根互连电缆重复测试。注意,电缆的每一端都有适当的负载或模拟设备。
互连电缆诱发尖峰
图5提供电缆诱导尖刺测试的通用测试配置图。无抑制继电器用于产生与继电器线圈相关的感应踢的瞬态。当定时器操作开关时,电流被中断,继电器线圈磁场崩溃,产生高电压,因为高开路阻抗。一旦电压增加到足够高的水平,电弧通过定时器触点瞬态发生。瞬态重复,直到继电器线圈的能量被消耗,产生几个高电压尖峰。电压和尖峰持续时间可能会有所不同,有些尖峰达不到600伏的测试水平。耗散时间约为50 ~ 1000微秒,脉冲重复周期为2 ~ 10微秒。该测试评估设备容忍这些瞬态耦合到相互连接的电缆的能力。继电器线圈参数在标准中有文档说明。
该图显示了在指定的线长下缠绕在测试电缆上的耦合线。短电缆不调整测试电平。保持耦合线紧靠被测电缆。缠绕后将电线粘在电缆上有助于保持紧密耦合。由于电缆缠绕类似于电场感应测试,所以在电缆缠绕耦合线时方便进行该测试和该测试。
时间设定为每秒产生8到10次瞬态脉冲。该测试至少应用2分钟,同时监测EUT的敏感性指示。继电器线圈的电源极性颠倒,测试重复为负尖峰。对每根互连电缆重复测试。注意,电缆的每一端都有适当的负载或模拟设备。
总结
希望你会发现这些信息有用,我欢迎提问。我有一个Excel电子表格,可以用作数据收集表。一旦您选择了类别和电缆长度,它就会计算许多测试参数。对于频率扫描测试,可以覆盖建议的频率增量,以查找要应用的振幅的测试电平。它还可以在输入数据时绘制应用级别图。如果有人要求,我将免费分享电子表格——只要发一封请求邮件,声明你不会分发或放置在公共领域,我会发送它。
如果您有一个与EMC相关的主题想要回顾,请告诉我,我将尝试把它放在以后文章的队列中。beplay官方免费下载