CS114電纜束注入傳導敏感度試驗方法探究

王月焜

（遵義市產品質量檢驗檢測院，遵義 563099）

CS114電纜束注入傳導敏感度測試是依據《軍用設備和分系統電磁發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射和其他電纜發出的電磁場產生。試驗模擬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場試驗，驗證了用監測信號發生器輸出電平代替監測前向功率的方法可行性。

1 試驗原理及方法

CS114的工作原理是根據法拉第電磁感應定律，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電流的傳導敏感度。校準時，在信號發生器的每一個工作頻率上分別調節輸出幅度，使之達到規定的極限電平，并記錄校準的前向功率。校準配置如圖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，同時監測線纜上的感應電流，以先到達的功率進行試驗，觀察被測件是否有工作正常、性能下降或者出現故障現象。

圖1 校準配置

2 改進的試驗原理及方法

從上述試驗方法可知，該試驗須同時監測前向功率和干擾電流電平，并以校準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校準夾具的阻抗，因此監測的前向功率和電流電平一般不會同時到達極限值。當受試線纜共模阻抗大于50Ω時，按校準的前向功率施加信號，此時監測電流小于極限電平值；當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，功率放大器增益調節固定，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生器輸出電平影響。試驗校準時，記錄信號發生器的輸出電平，以此作為控制前向功率的極限，代替監測前向功率的方法。

試驗驗證情況如下：首先按照圖1的校準配置圖和CS114中曲線3進行10kHz～400MHz的校準，校準時監測極限電平、前向功率和信號發生器輸出電平，曲線如圖3所示。然后在校準夾具上按照校準的前向功率施加干擾信號，此時監測到的電流曲線如圖4所示。再次在校準夾具上按照校準的信號發生器輸出電平施加干擾信號，此時監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校準監測曲線

3 改進的試驗方法優點

比較圖4和圖5中的監測曲線發現，按信號發生器輸出電平施加干擾信號時，輸出信號易于控制，監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節信號發生器輸出電平控制前向功率大小，根據前向功率的實時值和校準的目標值計算調節步進，反復多次，直至到達校準的目標值區間，如此不僅輸出前向功率誤差較大，反復調節信號發生器也耗費較長測試時間。

另外，《軍用設備和分系統電磁發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，根據客戶需要，測試頻率下限甚至更低，而大多數實驗室目前的測試能力為10kHz～400MHz，為了擴展試驗能力，只需購買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，從而優化了試驗配置。

圖4 按前向功率施加監測電流和前向功率曲線

圖5 按信號發生器輸出電平施加監測電流和輸出電平曲線

4 結語

《軍用設備和分系統電磁發射和敏感度要求與測量》（GJB 151B-2013）中監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，各實驗室監測的前向功率應差異不大，便于比較驗證。當監測信號發生器輸出電平時，必須考慮功率放大器的增益，信號發生器輸出電平的校準數據才具有參考價值。若只是開展該項目試驗，利用監測信號發生器輸出電平代替監測前向功率，無疑優化了試驗配置，提高了試驗效率，更易于該項目向低頻段推廣實施。

[1]王麗，鳳衛鋒，孫昊.CS114電纜束注入傳導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據處理的應用[J].電子測量與儀器學報，2009，23（1）：40-50.

[3]中國人民解放軍總裝備部.GJB 151B-2013 軍用設備和分系統電磁發射和敏感度要求與測量.北京：中國標準出版社，2013.

[4]國防科學技術工業委員會.GJB 151A-97 軍用設備和分系統電磁發射和敏感度要求.北京：中國標準出版社，1997.

[5]國防科學技術工業委員會.GJB152A-97 軍用設備和分系統電磁發射和敏感度測量.北京：中國標準出版社，1997.