线路阻抗稳定网络在电磁兼容测试中应用

周 捷，芮大勇

（中国船舶重工集团公司第七二三研究所，扬州 225001）

线路阻抗稳定网络在电磁兼容测试中应用

周 捷，芮大勇

（中国船舶重工集团公司第七二三研究所，扬州 225001）

本文介绍了线路阻抗稳定网络的工作原理和作用，对使用注意事项进行了分析，对常用的V型LISN及标准应用进行了详细描述。

电磁兼容测试；线路阻抗稳定网络；工作原理；应用

引言

随着电子技术的不断进步，电子设备小型化和密集化程度的不断提高，电子设备的应用也随之越来越广泛，而电子设备的大量使用，导致了更加复杂恶劣的电磁环境，诸如电源谐波、电压波动、脉冲噪声、电磁场辐射、静电干扰等。这种有意或无意产生的信号，往往可能导致一些电子设备或系统不能正常工作，或引起性能降低，甚至受到损坏。经过管理机构的电磁兼容研究和分析，发现各类电子设备或系统使用或安装时，都要与安装地点的共用电网相连，而共用电网是一个庞大的网络，通过电源线连接着不同的功率输出装置，这形成了一个巨大的“天线”系统，能使传导发射十分有效地辐射出去，造成更加复杂恶劣的电磁环境。为此，管理机构规定了强制性的传导发射限值。

1 线路阻抗稳定网络的由来

传导发射测试的目的是测量存在于产品电源线上的噪声电流，这种发射可以简单的用电流探头来测量。然而不同测试场地的背景噪声并不一致，在整个频率范围内，不同测试场地的交流电源系统的阻抗有很大的变化，这种阻抗的变化直接影响到从电源线传导出的噪声电流的大小，从而使这种测试方法变的很不现实。

传导干扰电压测量简化后的等效电路，如下图1所示。

图1 接到电网上的EMI源的等效电路

从简化电路图中我们可以看出，从电网端口测出来的传导干扰电压UN不仅与传导干扰源（Ug，Zg）有关，还跟电网的本身的阻抗（Zm）有关。而我们可以很容易的发现，电网的阻抗（Zm）不是常数，其受测量时间、测量地点和测量频率等各种因素的影响，电网的线路阻抗是不稳定的。可是，在传导干扰电压测量中，电网的线路阻抗是非常重要的，为了使电压法在进行传导干扰电压测量时能有一个统一的测试条件，使测量结果有重复性与可比性，国际无线电干扰特别委员会设计了多种类型的线路阻抗稳定网络，规定了用于不同类型传导干扰电压测量的标准线路阻抗。

线路阻抗稳定网络是目前电磁兼容测试中重要的辅助设备之一，同时也是进行传导干扰测量的关键设备。

2 线路阻抗稳定网络的工作原理及作用

串入线路阻抗稳定网络的传导干扰电压测量电路，如图2所示。

从电路图我们可以看出，电网中串入了线路阻抗稳定网络的阻抗（ZS），该阻抗要远大于电网的本身阻抗（Zm）。因此，测量电网中的总等效阻抗受到电网本身阻抗（Zm）的影响大大减小了；同时，对于EMI源而言，线路阻抗稳定网络为其提供了一个纯阻抗负载R，进一步稳定了电网线路中的阻抗。线路阻抗稳定网络中的阻抗（ZS）和阻抗（ZP）同时还组成了一个高频抑制电路，从一定程度上抑制了来自电网的高频噪声信号，进一步减小了测量误差。

以GJB 151B-2013《军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求与测量》中使用的50Ω//50μH+5Ω V型线路阻抗稳定网络为例，该网络实际电路图如图3所示。

从图3可见，线路阻抗稳定网络有以下几个主要作用：

1）被测设备通过线路阻抗稳定网络供电，线路阻抗稳定网络为其提供了标准的线路阻抗。同时有效抑制了来自电网的高频噪声信号，减小了来自电网的其它设备引起的线路阻抗变化；

2）线路阻抗稳定网络中的50μH电感和8μF电容，一方面可以阻隔和旁路来自电网的外部噪声，因为电网中的任何谐波都会通过线路阻抗稳定网络耦合到测量接收机中，而被当做是被测设备产生的，只有将其隔离，测量结果才真实有效；另一方面可以有效隔离被测设备产品的谐波进入电网中；

3）线路阻抗稳定网络中的0.25μF隔直电容，可防止测量接收机输入端过载；1 kΩ电阻为0.25μF电容提供静电放电通路，同时，通过1 kΩ电阻作为线路阻抗稳定网络的测量信号输出端口，与测量接收机信号输入端相连，将产品被测设备的信号耦合到测量接收机中，用于传导干扰测量。

3 线路阻抗稳定网络的主要类型及标准应用

根据标准GB/T 6113.102-2008 《无线电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范第1-2部分：无线电骚扰和抗扰度测量设备辅助设备传导骚扰》，LISN有两种基本类型：用于耦合非对称电压的V型和分别用于耦合共模电压和差模电压的Δ型。传导发射测量一般选用V型较多，现对常用的V型LISN类型及标准应用进行简要介绍。

3．1 50 Ω//50μH+5 Ω V型线路阻抗稳定网络

图2 串入LISN的传导EMI电压测量的电路

图3 50Ω//50μH+5Ω V型LISN

50 Ω//50μH+5 Ω V型LISN主要适用于9～150 kHz的频率范围，但如果此类LISN能满足50Ω//50μH V型LISN的阻抗（模和相角），那么也可用于150kHz～30MHz的频率范围。这类线LISN电流最大容量可达100A。电路原理图如图4所示。

目前市场上50 Ω//50μH+5 Ω V型V型LISN主要有：罗德与施瓦茨ENV216型和ESH2-Z5型、施瓦茨贝科NSLK812x和NNLK81xx系列、AFJ公司的LS-16C和LT-32C等。

50 Ω//50μH+5 Ω V型LISN主要应用标准：

1）GJB 151B-2013 军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求和测量

2）GB 4343.1-2009 家用电器、电动工具和类似器具的电磁兼容要求第1部分：发射

3）GB 9254-2008 信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法

3．2 50Ω//50μH V型线路阻抗稳定网络

50 Ω//50μH V型LISN主要适用于150～30 MHz的频率范围，电流最大容量可达100 A。电路原理图如图5所示。

50 Ω//50μH V型LISN主要应用标准：

1）GB 4343.1-2009 家用电器、电动工具和类似器具的电磁兼容要求第1部分：发射

2）GB 4824-2013 工业、科学和医疗（ISM）射频设备骚扰特性限值和测量方法

3）GB 9254-2008 信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法

4）GB/T 18387-2008 电动车辆的电磁场发射强度的限值和测量方法，带宽，9kHz～30MHz

3．3 50 Ω//5μH+1 Ω V型线路阻抗稳定网络

50 Ω//5μH+1 Ω V型LISN主要适用于150～100 MHz的频率范围，电流最大容量可达400 A。如果此类LISN能满足GJB 151B-2013《军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求和测量》附录B中阻抗的要求，那么也可用于GJB 151B-2013中电源端口传导发射替代法的测试。电路原理图如图6所示。

目前市场上50 Ω//5μH+1 Ω V型LISN主要有：罗德与施瓦茨ESH3-Z6型、施瓦茨贝科NNBM8124系列等。

50 Ω//5μH+1 Ω V型LISN主要应用标准：

1）GB/T 18655-2010 车辆、船和内燃机无线电骚扰特性用于保护车载接收机的限值和测量方法

2）GJB151B-2013 军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求和测量

3．4 50 Ω//5μH V型线路阻抗稳定网络

GJB 151B-2013《军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求和测量》附录B中电源端口传导发射替代法中给出了另一种50Ω//5μH V型LISN，电路图如图7所示。

图4 50Ω//50μH+5Ω V型LISN

图5 50Ω//50μH V型LISN

图6 50Ω//50μH+1Ω V型LISN

4 线路阻抗稳定网络的使用

在利用LISN进行传导发射测试时，为了保证安全和测试结果的真实性，主要有以下几点注意事项：

1）LISN接地要可靠，最好与接地平板搭接；

2）在利用LISN进行传导发射测试时，需要在测量接收机输入端加衰减器（一般为20 dB）或脉冲限幅器。一是因为某些产品在开关或瞬时断电时会引起瞬态尖峰，其幅度远远超过测量接收机的测量范围，很容易损坏测量接收机；二是因为某些电源（如：400 Hz电源）会在LISN的50 Ω信号端口产生较高的电压（以50 Ω//50 μH+5 Ω V型LISN为例，0.25 μF耦合电容对220 V/50 Hz电源在50 Ω信号端口产生约0.54 V的电压，而对于115 V/400 Hz电源则会在50 Ω信号端口产生约3.6 V的电压）。

3）不同的LISN对电网的干扰隔离能力不尽相同。为了确定所测传导发射的可信性，试验前应检查经LISN窜入的剩余传导干扰。其方法是从LISN上撤去产品的电源线，保留LISN的电源进线和网络与测量接收机之间的连接电缆，在测量接收机测出的干扰值相当于背景噪声。只有当这些剩余干扰电压小于EUT的干扰限值6 dB以上，试验才是有效的。

4）LISN在低频段和高频段的阻抗都会偏离标称值，在传导发射测试时应加以修正。

图7 50Ω//50μH V型LISN

5 结束语

本文通过对LISN的工作原理、作用及使用注意事项进行详细分析，对常用的V型LISN及标准应用进行简单介绍，希望对广大电磁兼容测试工程师有所帮助。

[1] GB/T 6113.102-2008 无线电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范第1-2部分：无线电骚扰和抗扰度测量设备辅助设备传导骚扰[S].

[2] GJB 151B-2013 军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求和测量[S].

[3] GB 4343.1-2009 家用电器、电动工具和类似器具的电磁兼容要求第1部分：发射[S].

[4] GB 4824-2013 工业、科学和医疗（ISM）射频设备骚扰特性限值和测量方法[S].

[5] GB 9254-2008 信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法[S].

[6] GB/T 18387-2008 电动车辆的电磁场发射强度的限值和测量方法，带宽，9kHz～30MHz [S].

[7] GB/T 18655-2010 车辆、船和内燃机无线电骚扰特性用于保护车载接收机的限值和测量方法[S].

The Application of LISN in EMC Test

ZHOU Jie, RUI Da-yong
(The 723 Institute of CSIC,Yangzhou 225001)

This paper introduces the working principle and function of LISN，analyzes the matters needing attention，and describes the commonly used V type LISN and standard applications in detail.

EMC test；LISN；working principle；application

OX

A

1004-7204(2017)04-0104-04

周捷，本科，通信工程专业，中国船舶重工集团公司第七二三研究所，工程师，从事电磁兼容测试与研究工作多年。

芮大勇，本科学历，卫星通信专业，多年从事环境与可靠性试验、电磁兼容测试与管理工作。