CDN辐射骚扰测试影响因素的探究

敖 丹，曾 博，赖金泉

（威凯检测技术有限公司，广州 510663）

1 测试原理

图1左图是符合IEC 61000-4-6和CISPR 15中要求的CDN，型号是CDN M016，可用于30MHz～300MHz的辐射发射测试。

右图是它的内部原理简图，在辐射骚扰的测试中，受试设备连接到EUT端，电源通过AE端口给受试设备提供工频电压，而受试设备的射频骚扰信号通过电缆耦合到100Ω的阻抗上，可从RF端读出。

图2是辐射骚扰测试的连接框图。受试设备发出的信号通过耦合/去耦网络，经分压、衰减后在信号端口连接的接收机接收得到测量结果。

2 测试实际布置

图1 CDN

图2 辐射骚扰测试连接图

图3 辐射骚扰测试实际连接布置图

如图3的测试布置，本次试验采用一个信号源发出信号，该信号源在30MHz～300MHz的范围内每隔10MHz的频段发出一个幅值固定的正弦脉冲。脉冲信号经电源线，通过CDN的耦合，在射频输出端读出，从而模拟灯具的试验情况。

通过CDN的AE端供电给信号源，RF信号端通过6dB、50Ω的衰减器连接到有准峰值检波器的测量接收机。

在CISPR 15标准中，规定了以下环境条件：

1）受试设备在常规实验室条件下进行，环境温度在15～25℃范围内。

2）电源电压在±2%的额定电压范围内，电源频率为额定频率。

3）根据不同产品类型，规定预热时间。

而在连接图中，规定了以下布置条件：

1）照明设备放置在高度（10±0.2）cm高度的非导电支撑件（国标翻译成木块，标准中用的是nonconducting blocks）上，金属板的尺寸比照明设备至少大20cm。

2）照明设备通过一根长（20±10）cm的电源电缆与适当的耦合/去耦网络连接，而非用一根根的电线分别连接相线、中线和地线，因标准中用的单词是cable电缆而不是wires电线。

3）电缆离金属板的距离应为（4±1）cm，用（4±0.2）cm的非导电支撑件。

图3布置即是按照以上条件进行的布置。

3 测试影响因素

针对标准中的具体布置要求，在其他因素保持不变的情况下，只改变其中一个条件，由测试数据得出此条件是否会影响测试结果。主要改变的因素有4个：环境温度、受试设备的电源线缆的布置状态、受试设备的布置状态、CDN的接地状态。

3.1 环境温度因素

在其他条件不变的情况下，使用冷暖风机、电吹风对EUT的环境和样品进行加热与降温，对固定的几个频点考核，在温度18℃～45℃的范围内，随着温度的增加，可清晰得出测试值的走向趋势图，在此列出频点60MHz和180MHz的曲线图，分别如下图4。

在图4中，每两分钟进行一次测试，可以看出随着温度的升高，测得的幅度会相应的减小，几乎成线性关系。在18℃～45℃的范围内，测试值降低了约2dB。因此，环境温度是对本测试具有影响力的因素之一。

图4 60MHz 和180MHz 频点处测试幅值随温度变化走向

3.2 受试设备的供电线缆布置状态因素

1）线缆的长度和折叠角度

分别按照图5的标准布置方式，选择10cm～30cm的电源线，每隔5cm取一个长度，依次将不同长度的线缆连接到受试设备，其中左图线缆折叠成90°，右图线缆平铺伸直，分别测试这两种情况下不同线缆长度的测试值，得出表1和其相对应的坐标图6。

从图6可以看出，折叠角度对测试值并没有多少影响。总体的测试曲线相同。但是线缆长度的变化对测试值有影响，但是每个频点的变化情况都不同。原因是每个频点的波长不同，信号在线缆上传输时由于谐振驻波的影响，呈一定正弦分布的规律，而上图中的数据曲线中随长度变化，数值的起伏与正弦波形有一定程度的相似，可以知道，在测试时选用不同的长度的线缆对测试结果产生的影响较大。

图5 电源线缆布置方式

表1 不同长度和角度的测试值

图6 垂直折叠条件下不同长度线缆的测试值

2）线缆的高度

其他条件不变，使用一个绝缘的塑料泡沫垫，改变电源线缆的高度，依次为1CM、3CM、4CM、5CM、6CM，布置成如图5所示状态，得出的测试值如图7。

从图7可以看到随着高度的增加，测试的信号值是测试值低频段增大，高频段则减小。因为线缆与参考地构成了寄生电容，其间距增大，电容量减小，电容上电压更高，且对高频吸收效果更好，影响更大。

3.3 受试设备的高度和绝缘垫材料的影响

按照图8，通过将受试设备依次放在高度为5cm、10cm的木块和泡沫材料上进行测试，比较测试值，如表2所示。

从表2的数值可移清晰的看出：受试设备布置的高度越高，测试值越低。

图7 在不同高度下测试值

图8 在不同高度的木板和塑料泡沫上布置受试设备

表2 5cm 和10cm 高度下木板和塑料泡沫垫的比较

图9 CDN 不同接地方式

图10 不同接地方式测试值

在受试设备下使用木板绝缘垫的情况下测试，比使用塑料泡沫绝缘垫的测试值要高。而且使用木板和塑料泡沫夹杂的绝缘垫的测试值则位于两者的数值之间。

这说明受试设备使用的绝缘材料的高度和材质都是影响测试结果的。而影响的原因：一是木板或多或少含有水分，电磁波在其中会产生变化，也改变了受试设备对参考地的寄生电容；二是与电源线缆高度影响的原因类似，受寄生电容的影响，因而在高频段的影响更大一点。

3.4 CDN接地方式的影响

在一般情况下，CDN的接地情况会影响共模抑制比，从而影响测试结果。在本次试验中，将CDN以不同的接地方式连接，如图9，分别是重物压接、线缆接地、铜箔粘贴接地以及普通接地。普通接地就是CDN放置在金属板上，通过外壳接地。

在这四种情况下对若干频点进行测试，测试值如图10所示。不论何种接地方式，接地效果都类似，但是高频段处由于共模抑制比的改变，线缆接地测试值略低。故采用普通接地，保持测试值不因接地方式的改变而变化。

4 结论

根据数据的分析，主要是环境温度、受试设备的电源线缆的布置状态、受试设备的布置状态、CDN的接地状态这四个影响测试结果的因素。因此，我们在进行测试时，要注意保证这些条件与标准要求一致。

如果进行实验室间比对测试，就更要注意保持以上4个因素的一致。这对保持实验数据的一致性具有重要的意义。如果数据间出现较大的差别，可先从上述原因开始着手分析，从而能够快速地得出比对结论。

[1]CISPR 15 Limits and methods of measurement of radio disturbance characteristics of electrical lighting and similar equipment [S].2013.