注入脈沖激勵傳導敏感度測試的不確定度評定

林榮剛，鳳衛鋒，梁雙港

（西安導航技術研究所 陜西 西安 710068）

電纜束注入脈沖激勵傳導敏感度測試是依據國軍標GJB 151A—97進行的電磁兼容性測試，在國軍標中的測試項目編號為“CS115”[1-4]。測試部位為被測設備（EUT）的所有互連電纜（包括電源線），試驗信號波形的上升時間為2 ns，脈沖寬度為30 ns，幅度為5 A，脈沖重復頻率為30 Hz。測試目的是用來檢驗EUT承受耦合到與EUT有關電纜上的脈沖信號的能力。文中以國軍標GJB152A—97的測試方法為基礎建立數學模型，分析了影響測試結果的幾種因素，并且對CS115測試的測量不確定度進行系統的分析，以達到為用戶提供可信、準確的測試結果的目的[5-6]。

1 測試原理及方法

CS115測試方法的工作原理是模擬平臺開關操作、雷電、電磁脈沖等外部瞬態環境所產生的快速上升和下降瞬變電流。測試時，通過電流注入探頭注入標定波形的試驗干擾信號，以30 Hz的重復頻率進行1 min的試驗。

信號波形的上升時間為2 ns，是與開關動作中斷時電感器件所產生的波形上升時間相一致；脈沖寬度為30 ns，是把單個脈沖的能量標準化，且隔開脈沖的上升和下降部分，使每部分對電路單獨作用，以檢驗對不同電路的影響；幅度為5 A，是飛行器在系統級瞬態環境響應的試驗期間可觀察到大多數的感應電流；脈沖重復頻率為30 Hz，是為了確保施加足夠數量的脈沖，從而提高設備不受干擾的置信度。信號注入方法是采用共模注入技術，是對平臺上實際耦合機理的局部模擬。

依據國軍標GJB152A—97的測試方法，CS115項測試設備有脈沖信號發生器，示波器，注入探頭，監測探頭，校準夾具，標準負載等，具體數據校準和EUT測試的配置如圖1~2。

圖1 測試波形校準典型測試配置Fig.1 Diagram of representative configure for calibration of testing wave

圖2 電纜束注入脈沖激勵信號的典型測試配置Fig.2 Diagram of representative configure of injection impulse excitation signal on cables

2 不確定度評定

2.1 數學模型建立

2.2 測量不確定度的來源分析

2.3 A類不確定度評價

CS115項敏感度測試由于基本不存在重復測量的情況，本項測量不能用統計分析進行A類不確定度評價，僅采用已知條件進行B類不確定度評價。

2.4 B類不確定度評價

1）示波器測量誤差產生的不確定度

①電壓測量誤差產生的不確定度

2.5 合成標準不確定度

2.6 確定擴展不確定度

2.7 測量結果的最終表達

電纜束注入脈沖激勵傳導敏感度校準時測的感應電流的擴展不確定度為U＝1.1 dB，U是由合成標準不確定度uc＝0.55 dB和包含因子k＝2.05確定的，k基于t分布，由有效自由度veff＝27及置信概率p＝0.95的到。則測的感應電流為（I±1.1）dBμA。

電纜束注入脈沖激勵傳導敏感度測試注入干擾時測的感應電流的擴展不確定度為U＝1.7 dB，U是由合成標準不確定度uc＝0.86 dB和包含因子k＝1.96確定的，k基于t分布，由有效自由度veff＝528及置信概率p＝0.95的到。則測得感應電流為（I±1.7）dBμA。

3 結束語

文中詳細分析評定了CS115電纜束注入脈沖激勵傳導敏感度測試中的不確定度。由以上分析可判斷在影響CS115測試得不確定度的各種因素中，影響程度由大到小依次是電流探頭至示波器阻抗不匹配、監測探頭系數校準誤差、校準夾具、探頭擺放位置和射頻同軸電纜損耗等。因此，在測試過程中，為保證測試結果的客觀準確，應該更加注意這幾個方面的影響。

[1]Department of Defense Interface Standard，MIL－STD－461F，Requirements for the Control of Electromagnetic Interference Characteristics of Subsystems and Equipment[S].2007.

[2]國防科學技術委員會，GJB 151A－97，軍用設備和分系統電磁發射和敏感度要求[S].1997.

[3]國防科學技術委員會，GJB 152A－97，軍用設備和分系統電磁發射和敏感度測量[S].1997.

[4]陳窮，將全興，周開基，等.電磁兼容性工程設計手冊[M].國防工業出版社，1993.

[5]國家質量技術監督局，JJF 1059－1999，測量不確定度評定與表示[S]，2000.

[6]中國合格評定國家認可委員會，CNAS－GL07，電磁干擾測量中不確定度的評估指南[M].2006.