传导骚扰抗扰度测试方法及解决方案

郭 雨，弓 键

（国家无线电监测中心检测中心，北京 100041）

技术研究

传导骚扰抗扰度测试方法及解决方案

郭 雨，弓 键

（国家无线电监测中心检测中心，北京 100041）

本文介绍了传导骚扰抗扰度的测试配置和试验方法，并通过了解试验本质，从被测电缆、接口滤波、内部电路三个方面为试验的失败提出了解决方案。

传导骚扰抗扰度；试验方法；耦合/去耦网络；解决方案

1 引言

传导骚扰抗扰度（CS）是衡量被测设备（EUT）电磁兼容指标的一项重要测试。目前，国内对于该项目的测试主要是依据GB/T 17626.6-2008，该标准是关于设备对来自9kHz～80MHz频率范围内射频电磁骚扰的传导骚扰抗扰度要求，设备至少通过一条连接线缆（如电源线、信号线、地线等）与射频场相耦合，实际试验频率通常采用150kHz～80MHz。其测试配置框图如图1所示。

图1 传导骚扰抗扰度测试配置框图

2 测试配置与方法

传导骚扰抗扰度实验对测试仪表、附件及测试方法提出了相应的要求。

2.1 测试信号源

测试信号源用来对受试设备提供一个良好稳定的骚扰信号，它由射频信号发生器、宽带功率放大器、滤波器、可变衰减器、固定衰减器和射频开关组成，如图2所示。射频信号发生器在试验覆盖频率范围内可以提供调幅幅度为80%的1kHz正弦波，用于正式实验过程提供骚扰电压，在校准过程中无需调制；射频功率放大器要拥有足够大的放大能力以保证到达注入端口的骚扰电压满足试验等级要求；衰减器T2为链路提供衰减以减少骚扰信号从功率放大器导注入网络的失配。低通或高通滤波器（LPF/HPF）对通过功率放大器的信号进行过滤，用来避免受试设备进行干扰。

图2 测试信号源组成部分

2.2 注入设备

GB/T 17626.6-2008是关于设备对来自9kHz～80MHz频率范围内射频电磁骚扰的传导骚扰抗扰度要求，设备至少通过一条连接线缆（如电源线、信号线、地线等）与射频场相耦合，其规定干扰的主要注入方式为耦合/去耦注入、钳（电流钳和电磁耦合钳）注入和直接注入。其中，耦合/去耦注入法常用于电源线，当信号线数目较少时也常用；钳注入法适用于多芯电缆；直接注入法适用于同轴电缆的注入。

耦合/去耦注入需使用耦合/去耦网络（CDN），CDN的作用是使骚扰信号能够耦合到受试设备（EUT）的电缆上，同时又避免对同一电源供电的非受试设备产生影响，其指标主要包括端口共模阻抗和耦合/去耦网络耦合系数。共模阻抗是指受试设备端口上共模电压与共模电流之比；耦合系数是指在耦合装置的受试设备端口（EUT端口）所获得的开路电压与信号发生器输出的开路电压之比（标准中未对其指标进行详细规定）。GB/T 17626.6-2008规定了共模阻抗的模值要符合表1的要求。

表1 共模阻抗模值要求

钳注入时，干扰信号通过电磁钳感性和容性耦合注入到被测线缆上。直接注入时，干扰信号通过电阻注入到被测电缆的屏蔽层上。对于屏蔽电缆和同轴电缆，干扰只注入到屏蔽层；对于非屏蔽电缆，干扰注入到电缆中每一个芯线上。

2.3 试验等级

如表2所示，以有效值表示未调制骚扰信号的开路试验电平。在耦合和去耦装置的受试设备端口上设置试验电平，测试时，该信号是用1kHz正弦波调幅（80%调制度）来模拟实际骚扰影响。

表2 试验等级

3 测试失败原因及解决方案

从传导骚扰抗扰度试验的注入方式可以看出，想要有效解决CS测试出现的敏感性问题，应主要从外部连接电缆的处理、接口滤波、内部电路的抗扰性等几方面着手。

3.1 对被测电缆的处理

CS测试时，电缆是射频信号传输主体，对电缆进行改进，将电缆内共地信号传输改为双线平衡双绞线传输，为电缆内公用返回线的多根信号线各配备一根返回线且信号线与返回线构成双绞线对，这样有效的减少射频骚扰进入EUT内部，提高EUT抗干扰能力。

（1）对电源线缆和低频控制或数字信号传输电缆的处理。若该类电缆测试不合格，加装滤波器可有效解决问题。若原来有滤波器，可通过改造或更换来解决。若EUT内部有微弱信号处理或放大电路，对通过接口引入的干扰可能非常敏感，被测电缆换成屏蔽电缆可能是必须的。此时注意屏蔽电缆的接地问题，否则，效果可能适得其反。同时必须牢记，非同轴的屏蔽电缆屏蔽层不可以当作信号回线使用。

（2）对中低频敏感信号传输电缆的处理。若此类电缆测试不合格，可对金属机箱底部或内部加装有金属参考接地板的非金属机箱。应将非屏蔽电缆改为屏蔽电缆；若为屏蔽电缆，应提高其屏蔽效能；电缆屏蔽层需与金属机箱或接地平板良好连接。对其他类型机箱，可将电缆内信号传输改为双线平衡式或同轴电缆传输。若EUT及其接口不通过地线传输信息且不接地，使用屏蔽电缆，电缆屏蔽层在EUT端悬空并在辅助设备端接地。无论使用哪种传输电缆或传输方式，信号电缆进入机箱后应在过壁处加装共模抑制滤波器。

（3）对高频信号传输电缆的处理。若此类电缆测试不合格，可将非同轴电缆改为同轴电缆；若原为同轴电缆，应提高其屏蔽性能；电缆屏蔽层在穿过金属机箱时与机箱360度环接，穿过机箱后仍然用同轴电缆连接到内部PCB上。电缆进入机箱后可在机箱内靠近入口处加装共模滤波器。

3.2 接口滤波

对CS测试，滤波器可以在电缆接口处建立一个屏障，将干扰隔离在接口外而让有用信号无阻碍传输，从而可有效防止干扰通过被测电缆进入EUT内部。

（1）电源线接口的滤波。对金属机箱，在电缆进入机箱接口处安装电源滤波器，滤波采用过壁安装方式与金属外壳形成一个整体，并通过外壳隔离滤波器输入和输出。不是所有的电源滤波器都满足CS的测试要求，部分抑制频率范围可能只到30MHz，部分只是单方面的干扰抑制能力比较强。因此，若电源电缆CS测试不合格，可能需要对原有电源滤波器进行改造，扩展其抑制干扰频率范围，并提高对外部共模干扰抑制能力。

对非金属机箱，若机箱内可加装参考接地金属板，则滤波器要求与金属机箱相同，电源滤波器安装在该接地板上，否则，滤波器应选择无需接地的共模扼流圈并安装在电源线进入机箱处。若电源线中包括保护接地，必要时该线也要滤波，以防止干扰通过该线传输。

（2）信号和控制线接口的滤波。对信号和控制线接口可使用共模扼流圈滤波。若EUT为金属机箱，可在共模扼流圈的两端安装高频滤波电容以构成π形滤波器，该滤波电容的大小应以不影响信号的正常传输为限。若接口处原来有滤波器，可通过改进性能来提高其共模扼制特性。

（3）同轴线接口的滤波。同轴线缆进入机箱后可在机箱内入口处加装共模扼流圈（通过同轴电缆在磁环上并绕10～15圈获得），若单个扼流圈对共模干扰衰减不够，可加装多个扼流圈以拓展其扼制频率范围，并提高共模衰减值。

3.3 提高EUT内部电路的抗扰性

仅通过以上措施可能无法完全解决CS问题，此时需要提高EUT内部电路抗扰性。

（1）EUT内部互连电缆的处理。进出PCB的较长连接线应在PCB接口处滤波，高频信号传输应采用同轴电缆，敏感小信号传输应采用屏蔽电缆。对非屏蔽的数字/控制传输电缆应使输出线和返回线两两双绞；对扁平电缆尽量在每根信号线旁边配一根地线并两两双绞，条件不允许时，至少应为每两根信号线配一根地线。电缆走线尽量贴近金属外壳或接地平板且远离金属外壳上的缝隙与开口，电缆在满足连接情况下尽可能短且尽量不要相互捆扎在一起。

（2）EUT内部电路的处理。对模拟电路进行PCB布线时，在敏感信号线旁应有地线保护且尽量缩短线长度以减小敏感信号回路的环路面积。对敏感信号采用平衡方式传输，对一般小信号放大器应尽可能增大放大器的线性动态范围，减少非线性失真，对PCB引出的模拟信号传输端口建议进行数字化或变压器隔离，对直流放大器，建议采用斩形稳零放大器。

对数字电路的IC，所有未使用的输入端口应与地或电源连接，不可悬空；对输入信号，电平触发比边沿触发抗干扰能力强得多；对智能芯片，在软件加入抗干扰指令并采用看门狗电路是必要的；与外部相连的接口，带选通功能的接口芯片比不带选通功能的具有更强的抗干扰能力；尽量使用大规模IC，这样可以获得较小的信号传输回路面积，提高其抗扰性；对PCB引出的数字信号建议采用光耦隔离，变压器隔离或直接用光纤传输。

（3）其他处理措施。对EUT内部电路的结构布局包括对总体布局的检验、电缆布线和分配、孔缝的位置检验和印制板布局方位的检验等。应使机箱上的缝隙或孔洞尽量远离敏感电路，不要有任何金属物体直接穿过金属屏蔽机箱，输出与输入端口妥善分离，敏感电路和带干扰信号电路尽可能远离。

接地是抑制噪声和防止干扰的重要措施之一，设计中应周密设计地线系统，并结合使用滤波和屏蔽等措施来有效提高设备的抗干扰能力。

4 结束语

相信了解了传导骚扰抗扰度测试方法和解决方案，能够给大家在今后的测试、整改及产品设计提供明确的思路，同时也对传导骚扰抗扰度试验理解得更明白透彻。

[1] GB/T17626.6-2008．电磁兼容 试验和测量技术 射频场感应的传导骚扰抗扰度．北京：中国标准出版社，2008

[2] 蔡仁刚．电磁兼容原理，设计和预测技术[M]．北京：北京航天航空大学出版社，1997

Measurement Methods and Solutions of Immunity to Conducted Disturbances

Guo Yu, Gong Jian
（The State Radio_monitoring_center Testing center, Beijing,100041）

Introduce the test configuration and measurement methods of conducted immunity. Solutions through learning the essence of the test are put forward accordingly from three aspects: cable under test, interface filtering and internal circuit.

Conducted immunity; Measurement methods; CDN; solutions

10.3969/J.ISSN.1672-7274.2015.05.003

TN92

A

1672-7274（2015）05-0009-03