CS114電纜束注入傳導(dǎo)敏感度試驗方法探究

王月焜

（遵義市產(chǎn)品質(zhì)量檢驗檢測院，遵義 563099）

CS114電纜束注入傳導(dǎo)敏感度測試是依據(jù)《軍用設(shè)備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度要求與測量》（GJB 151B-2013）進行的電磁兼容性測試項目，本測試項目用于檢驗受試設(shè)備（EUT）承受耦合到與EUT連接電纜上的射頻干擾信號的能力。干擾信號是由天線發(fā)射和其他電纜發(fā)出的電磁場產(chǎn)生。試驗?zāi)M在電源線和互連電纜上施加干擾電流信號，本文通過原理分析和現(xiàn)場試驗，驗證了用監(jiān)測信號發(fā)生器輸出電平代替監(jiān)測前向功率的方法可行性。

1 試驗原理及方法

CS114的工作原理是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，通過電感耦合鉗施加正弦波干擾信號，考核電纜束對電磁場感應(yīng)電流的傳導(dǎo)敏感度。校準(zhǔn)時，在信號發(fā)生器的每一個工作頻率上分別調(diào)節(jié)輸出幅度，使之達到規(guī)定的極限電平，并記錄校準(zhǔn)的前向功率。校準(zhǔn)配置如圖1所示，測試配置如圖2所示。直接將電流注入探頭卡在靠EUT端10cm的一束被測電纜上，信號放大后與注入探頭相連，并向注入探頭注入圖1校準(zhǔn)配置圖中功率計前向功率通道指示的饋入注入探頭的入射功率，同時監(jiān)測線纜上的感應(yīng)電流，以先到達的功率進行試驗，觀察被測件是否有工作正常、性能下降或者出現(xiàn)故障現(xiàn)象。

圖1 校準(zhǔn)配置

2 改進的試驗原理及方法

從上述試驗方法可知，該試驗須同時監(jiān)測前向功率和干擾電流電平，并以校準(zhǔn)的前向功率和極限電流電平為限值，而受試線纜在各個頻點的共模阻抗并不都等于50Ω校準(zhǔn)夾具的阻抗，因此監(jiān)測的前向功率和電流電平一般不會同時到達極限值。當(dāng)受試線纜共模阻抗大于50Ω時，按校準(zhǔn)的前向功率施加信號，此時監(jiān)測電流小于極限電平值；當(dāng)受試線纜的共模阻抗小于50Ω時，按極限電流電平施加信號，此時前向功率小于校準(zhǔn)的前向功率值，試驗中按較先到達極限值施加干擾信號。

圖2 測試配置

由于功率放大器的輸入為信號發(fā)生器，輸出通過定向耦合器接入電流注入探頭，試驗配置不變，功率放大器增益調(diào)節(jié)固定，則功率放大器在各個頻點的增益不變，即此時功率放大器的輸出功率直接受信號發(fā)生器輸出電平影響。試驗校準(zhǔn)時，記錄信號發(fā)生器的輸出電平，以此作為控制前向功率的極限，代替監(jiān)測前向功率的方法。

試驗驗證情況如下：首先按照圖1的校準(zhǔn)配置圖和CS114中曲線3進行10kHz～400MHz的校準(zhǔn)，校準(zhǔn)時監(jiān)測極限電平、前向功率和信號發(fā)生器輸出電平，曲線如圖3所示。然后在校準(zhǔn)夾具上按照校準(zhǔn)的前向功率施加干擾信號，此時監(jiān)測到的電流曲線如圖4所示。再次在校準(zhǔn)夾具上按照校準(zhǔn)的信號發(fā)生器輸出電平施加干擾信號，此時監(jiān)測到的電流曲線如圖5所示。比較圖4、圖5中的電流曲線，各個頻點的電流值相差小于3dB，小于該項目的測試不確定度（3.6dB），因此該替代方法可行。

圖3 CS114校準(zhǔn)監(jiān)測曲線

3 改進的試驗方法優(yōu)點

比較圖4和圖5中的監(jiān)測曲線發(fā)現(xiàn)，按信號發(fā)生器輸出電平施加干擾信號時，輸出信號易于控制，監(jiān)測電流電平比較平滑。按前向功率施加干擾信號時，前向功率和監(jiān)測電流電平曲線均起伏較大，功率放大器功率越大，則控制越難精確，原因是自動測試軟件通過調(diào)節(jié)信號發(fā)生器輸出電平控制前向功率大小，根據(jù)前向功率的實時值和校準(zhǔn)的目標(biāo)值計算調(diào)節(jié)步進，反復(fù)多次，直至到達校準(zhǔn)的目標(biāo)值區(qū)間，如此不僅輸出前向功率誤差較大，反復(fù)調(diào)節(jié)信號發(fā)生器也耗費較長測試時間。

另外，《軍用設(shè)備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度要求與測量》（GJB 151B-2013）中已將CS114的測試頻率擴展為4kHz～400MHz，根據(jù)客戶需要，測試頻率下限甚至更低，而大多數(shù)實驗室目前的測試能力為10kHz～400MHz，為了擴展試驗?zāi)芰Γ恍栀徺I覆蓋低頻段的電流注入探頭，通過音頻功率放大器放大信號，無需新增10kHz以下的定向耦合器和功率計，即可開展試驗，從而優(yōu)化了試驗配置。

圖4 按前向功率施加監(jiān)測電流和前向功率曲線

圖5 按信號發(fā)生器輸出電平施加監(jiān)測電流和輸出電平曲線

4 結(jié)語

《軍用設(shè)備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度要求與測量》（GJB 151B-2013）中監(jiān)測前向功率是為了明確施加到電流注入探頭的功率值，通過電流注入探頭的插入損耗，得出實際施加干擾信號的功率值，并且在注入探頭相同時，各實驗室監(jiān)測的前向功率應(yīng)差異不大，便于比較驗證。當(dāng)監(jiān)測信號發(fā)生器輸出電平時，必須考慮功率放大器的增益，信號發(fā)生器輸出電平的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)才具有參考價值。若只是開展該項目試驗，利用監(jiān)測信號發(fā)生器輸出電平代替監(jiān)測前向功率，無疑優(yōu)化了試驗配置，提高了試驗效率，更易于該項目向低頻段推廣實施。

[1]王麗，鳳衛(wèi)鋒，孫昊.CS114電纜束注入傳導(dǎo)敏感度測量不確定度評定[J].中國科技核心期刊，2011，30（6）：37-39.

[2]馮登超.測量不確定度在多元數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用[J].電子測量與儀器學(xué)報，2009，23（1）：40-50.

[3]中國人民解放軍總裝備部.GJB 151B-2013 軍用設(shè)備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度要求與測量.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2013.

[4]國防科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會.GJB 151A-97 軍用設(shè)備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度要求.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1997.

[5]國防科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會.GJB152A-97 軍用設(shè)備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度測量.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1997.