幾個(gè)EMI測(cè)量問(wèn)題的分析與處理

摘 要：由于EMI信號(hào)的多樣性與復(fù)雜性，在實(shí)際的測(cè)量過(guò)程中需要根據(jù)EMI信號(hào)的特點(diǎn)，正確設(shè)置相關(guān)測(cè)量?jī)x器，才能保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度，否則不僅會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果的不可靠，還可能損壞測(cè)量?jī)x器。在此列舉了幾個(gè)測(cè)量過(guò)程中所遇到的問(wèn)題，分析了其對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響，并結(jié)合相關(guān)儀器的工作原理，給出正確處置方法，確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

關(guān)鍵詞：非線性干擾； 帶寬； 峰值檢波器； 準(zhǔn)峰值檢波器； 平均值檢波

中圖分類(lèi)號(hào)：TN91134； TM937.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004373X（2012）22017103

摘 要：由于EMI信號(hào)的多樣性與復(fù)雜性，在實(shí)際的測(cè)量過(guò)程中需要根據(jù)EMI信號(hào)的特點(diǎn)，正確設(shè)置相關(guān)測(cè)量?jī)x器，才能保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度，否則不僅會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果的不可靠，還可能損壞測(cè)量?jī)x器。在此列舉了幾個(gè)測(cè)量過(guò)程中所遇到的問(wèn)題，分析了其對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響，并結(jié)合相關(guān)儀器的工作原理，給出正確處置方法，確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

關(guān)鍵詞：非線性干擾； 帶寬； 峰值檢波器； 準(zhǔn)峰值檢波器； 平均值檢波

中圖分類(lèi)號(hào)：TN91134； TM937.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004373X（2012）22017103

標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)騷擾信號(hào)有固定電平限值的要求，表1所示的帶寬要求是必需的。但對(duì)一些發(fā)射機(jī)設(shè)備的亂真發(fā)射抑制度測(cè)量時(shí)，上述帶寬要求不是必需的。例如按GJB151A1997中CE106項(xiàng)目對(duì)某擴(kuò)頻發(fā)射機(jī)進(jìn)行測(cè)試。該設(shè)備工作在200 MHz，采用直接序列擴(kuò)頻方式，偽隨機(jī)碼元寬度約2 μs。如果采用軍標(biāo)規(guī)定100 kHz帶寬，則EMI接收機(jī)測(cè)量發(fā)射功率遠(yuǎn)比實(shí)際功率小，從而可能影響到其對(duì)亂真發(fā)射抑制度的判別。另外帶寬的變化對(duì)不同輸入信號(hào)的影響也是不同的。當(dāng)測(cè)試帶寬增加10倍時(shí)，正弦信號(hào)電平測(cè)量結(jié)果不會(huì)改變，白噪聲電平增加10 dB，脈沖信號(hào)電平增加20 dB（脈寬的倒數(shù)1/τ>測(cè)試帶寬B>周期的倒數(shù)1/T）。專(zhuān)業(yè)的研究部門(mén)對(duì)儀器90 kHz和9 kHz兩種帶寬進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)干擾在兩種帶寬下測(cè)試數(shù)值比在14～18 dB范圍，這與干擾主要是脈沖性噪聲但也存在部分隨機(jī)分量的情況相吻合［5］。

4 不同標(biāo)準(zhǔn)對(duì)檢波器的選擇問(wèn)題

檢波器是主要用來(lái)對(duì)中波信號(hào)包絡(luò)進(jìn)行提取處理，去掉調(diào)制載波信號(hào)，還原基帶信息。目前常用的EMI接收機(jī)檢波方式有：峰值檢波（Peak）、準(zhǔn)峰值檢波（Quasipeak）和平均值檢波（Average）。其中峰值檢波只與測(cè)量時(shí)間內(nèi)最大峰值有關(guān)，而與脈沖出現(xiàn)的頻度無(wú)關(guān)，如圖4（a）、（b）所示兩種情況，峰值檢波器無(wú)法區(qū)分，其常用軍標(biāo)測(cè)試，因?yàn)閱未蔚拿}沖誤觸發(fā)也可能引發(fā)災(zāi)難性的后果。平均值則只與測(cè)量時(shí)間的平均電平有關(guān)，如圖4（b）、（c）所示兩種情況，平均值檢波無(wú)法區(qū)分。準(zhǔn)峰值檢波特性介于峰值和平均值之間，特性最近人類(lèi)感官對(duì)干擾的反應(yīng)，因而廣泛應(yīng)用于民用領(lǐng)域。

圖4 常用3種檢波器的檢波特點(diǎn)需要特別關(guān)注的是國(guó)際無(wú)線電干擾委員會(huì)（CISPR）于2002年采用了新的平均值檢波器［6］，指定平均值檢波器時(shí)間常數(shù)，通常稱(chēng)之為CISPRAverage，新的平均值檢波器正陸續(xù)被相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)采用。我國(guó)電磁兼容基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)GB/T6113.1012008也于2008年采用新的平均值檢波器［7］。一些強(qiáng)制認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，如GB92542008也于2008年做了更新［8］。另外，CISPR1611：2007中采用了新的均方根平均值檢波器［9］，簡(jiǎn)稱(chēng)為CISPRRMS，以區(qū)別原來(lái)的均方根檢波器（RMS），這種新的檢波器應(yīng)用到CISPR13：2009的符合性測(cè)量中［10］。目前各種不同檢波器在現(xiàn)行使用的標(biāo)準(zhǔn)中都有應(yīng)用，所以使用EMI接收機(jī)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)時(shí)一定要注意區(qū)分其檢波方式，及其應(yīng)用的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)的版本，否者可能導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果的誤判。

以最新的平均值檢波器（CISPRAverage）與原來(lái)的平均值（Average）檢波器為例。設(shè)信號(hào)源N5181A的載波頻率20 MHz、載波功率-47 dBm、脈沖信號(hào)寬度30 ms、脈沖重復(fù)頻率1～10 Hz。設(shè)置測(cè)量接收機(jī)ESU26設(shè)接收機(jī)測(cè)試頻率20 MHz、帶寬120 kHz，測(cè)量時(shí)間1 s，打開(kāi)兩種檢波方式對(duì)信號(hào)源輸出進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量結(jié)果如表2所示。可見(jiàn)在脈沖重復(fù)率很低的情況下，新的平均值檢波器輸出要大很多，超過(guò)10 dB，而隨著脈沖重復(fù)率的提高，兩者差距則不斷縮小。

5 結(jié) 語(yǔ)

本文對(duì)EMI測(cè)量中涉及到接收機(jī)射頻前端保護(hù)問(wèn)題、大信號(hào)輸入導(dǎo)致非線性失真問(wèn)題、窄脈沖測(cè)量時(shí)帶寬設(shè)置問(wèn)題和不同標(biāo)準(zhǔn)對(duì)檢波器的檢波器選擇問(wèn)題進(jìn)行了分析和正確處理，防止實(shí)際使用過(guò)程中由于此類(lèi)問(wèn)題處理不當(dāng)導(dǎo)致的測(cè)量不準(zhǔn)確和接收機(jī)的損壞。

參 考 文 獻(xiàn)

［1］ 明治中，陳功.CE102測(cè)試故障分析［J］.計(jì)量技術(shù)，2008，28（5）：6566.

［2］ 沈國(guó)連.正確實(shí)施CE106發(fā)射試驗(yàn)的兩個(gè)基本條件［J］.航空電子技術(shù)，2007，35（2）：1114.

［3］ 國(guó)防科工委.GJB151A97軍用設(shè)備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度要求［S］.北京：國(guó)防科工委軍標(biāo)出版發(fā)行部，1997.