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第四講:脈沖群實(shí)驗(yàn)的三大本質(zhì)解析

發(fā)布時(shí)間:2012-12-25 責(zé)任編輯:echotang

【導(dǎo)讀】:脈沖群試驗(yàn)是一種使用比較普遍的抗干擾試驗(yàn)項(xiàng)目,同時(shí)也是在所有抗干擾試驗(yàn)項(xiàng)目中屬于比較難做,和比較難于通過的一個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目,本文將會(huì)逐一講述脈沖群實(shí)驗(yàn)的三大本質(zhì)。

脈沖群試驗(yàn)是一種使用比較普遍的抗干擾試驗(yàn)項(xiàng)目(在產(chǎn)品的抗擾度試驗(yàn)中,別的試驗(yàn)項(xiàng)目有時(shí)會(huì)不做,但脈沖群試驗(yàn)是基本上都要做的),同時(shí)也是在所有抗干擾試驗(yàn)項(xiàng)目中屬于比較難做(經(jīng)常有人反映這項(xiàng)試驗(yàn)的重復(fù)性和可比性比較差),和比較難于通過的一個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目(在所有抗干擾試驗(yàn)項(xiàng)目中脈沖群試驗(yàn)是屬于通過率較低的項(xiàng)目)。

 

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1 脈沖群試驗(yàn)的性質(zhì)

1.1 脈沖群試驗(yàn)的本質(zhì)之一是高頻共模試驗(yàn)脈沖群試驗(yàn)所采用的高頻脈沖的耦合方法(電源線上的耦合/去耦網(wǎng)絡(luò),以及信號(hào)線上的電容耦合夾)提供了在不對(duì)稱條件下把試驗(yàn)電壓施加到受試設(shè)備的電源端口和信號(hào)端口的能力。這里所謂不對(duì)稱干擾是指線(電源線以及信號(hào)線)與大地之間的干擾。

作為佐證,我們利用電源線耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)來加以說明:在圖中可以看到從試驗(yàn)發(fā)生器來的信號(hào)電纜芯線通過可供選擇的耦合電容加到相應(yīng)的電源線(L1、L2、L3、N及PE)上,信號(hào)電纜的屏蔽層則和耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)的機(jī)殼相連,機(jī)殼則接到參考接地端子上。這就表明脈沖群干擾實(shí)際上是加在電源線與參考地之間,因此加在電源線上的干擾是共模干擾。

明確脈沖群干擾的性質(zhì)非常重要:首先,這與試驗(yàn)方法有關(guān)。既然是共模干擾,就一定要與參考接地板關(guān)聯(lián)在一起,沒有參考接地板的試驗(yàn),干擾是加不到試品中去的。與此同時(shí),所采用的參考接地板要足夠大,否則就不能保證試驗(yàn)結(jié)果的正確性。其次,既然明確了脈沖群抗干擾試驗(yàn)是抗共模干擾試驗(yàn),這就決定了試驗(yàn)人員在處理干擾(提高受試設(shè)備的抗干擾能力)時(shí),必須采用針對(duì)共模干擾的有效措施。

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1.2 脈沖群試驗(yàn)的本質(zhì)之二是傳導(dǎo)和輻射試驗(yàn)的結(jié)合

由于脈沖群的單個(gè)脈沖前沿達(dá)到5ns,半寬達(dá)到50ns,說明其中含有極其豐富的諧波成分,幅度較大的頻率至少要達(dá)到60MHz(波長(zhǎng)λ=5m)以上。對(duì)電源線來說,那怕長(zhǎng)度只有1m(老標(biāo)準(zhǔn))或0.5m(新標(biāo)準(zhǔn)),由于長(zhǎng)度已可和傳輸頻率的波長(zhǎng)相比,不能以普通電源線對(duì)待,信號(hào)在上面?zhèn)鬏敃r(shí),部分仍通過線路進(jìn)入試品(傳導(dǎo));部分要從線路逸出,成為輻射信號(hào)進(jìn)入試品(輻射)。所以試品受到的干擾實(shí)際上是傳導(dǎo)與輻射的結(jié)合。傳導(dǎo)與輻射的比例將與電源線長(zhǎng)度有關(guān):線路短,傳導(dǎo)多;線路長(zhǎng),輻射強(qiáng)。因此電源線的接線長(zhǎng)度必須固定,布局一定要規(guī)范(例如建議試驗(yàn)時(shí),脈沖群發(fā)生器與被試設(shè)備必須面對(duì)面放置)。

而且輻射強(qiáng)弱還和電源線與參考接地板的貼近程度有關(guān)(反映為線路與參考地之間的分布電容),線路離接地板近,分布電容大(容抗?。蓴_不易以輻射方式逸出;反之亦反。因此,試驗(yàn)用電源線的長(zhǎng)度(老標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為1m,新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為0.5m)、離參考接地板的高度(新老標(biāo)準(zhǔn)均規(guī)定為10cm),乃至電源線與試品的相對(duì)位置,都可以成為影響試驗(yàn)結(jié)果的因素。為了保證試驗(yàn)結(jié)果的重復(fù)性和可比性,注意試驗(yàn)配置的規(guī)范性就變得十分重要了。除了試驗(yàn)配置的規(guī)范性外,還要注意每次試驗(yàn)時(shí)附在試品上的附加導(dǎo)線根數(shù)、及擺放位置是否一致。這是因?yàn)槊}沖群試驗(yàn)除了有傳導(dǎo)干擾外,還存在一定程度的輻射干擾,不同的導(dǎo)線數(shù)目,不同的導(dǎo)線擺放位置,試品對(duì)輻射干擾的響應(yīng)情況是不同的。

脈沖群試驗(yàn)的本質(zhì)之三是試驗(yàn)脈沖的能量積累對(duì)設(shè)備引起的干擾根據(jù)國(guó)外專家研究,成群出現(xiàn)的脈沖干擾之所以會(huì)造成設(shè)備的誤動(dòng)作,是因?yàn)槊}沖群對(duì)線路中半導(dǎo)體器件的結(jié)電容充電,當(dāng)結(jié)電容上的能量積累到一定程度,便會(huì)引起線路(乃至設(shè)備)的誤動(dòng)作。作為佐證,我們做脈沖群試驗(yàn)時(shí),在選定的試驗(yàn)電平上,被試設(shè)備并不是一開始便出現(xiàn)問題,往往是要經(jīng)過一段時(shí)間(例如經(jīng)過半分至一分鐘)的工作,設(shè)備的問題才逐漸暴露出來。因此設(shè)備出錯(cuò)有個(gè)過程,特別是當(dāng)試驗(yàn)電壓接近臨界值時(shí),存在一定偶然性,不能保證間隔多少時(shí)間必定會(huì)出錯(cuò)。

為此,一些產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定電源線上的脈沖群試驗(yàn)在線-地之間進(jìn)行,要求每一根線在一種電壓極性下做三次試驗(yàn),每次一分鐘,中間間隔一分鐘;一種極性做完,換做另一種極性。一根線做完,換做另一根線。當(dāng)然也可以把脈沖同時(shí)注入幾根線。但是脈沖信號(hào)在電源線上的傳輸過程十分復(fù)雜,很難判斷哪一種脈沖施加辦法更容易使設(shè)備失效。因此,同時(shí)加脈沖也僅僅是一種試驗(yàn)形式而己,最終要由試驗(yàn)來下結(jié)論。通常試品只對(duì)其中一根線和一個(gè)極性的試驗(yàn)比較敏感。

如果國(guó)外專家對(duì)脈沖群試驗(yàn)造成設(shè)備失效的機(jī)理是正確的,那么不同的試驗(yàn)運(yùn)行程序,也可能影響試驗(yàn)結(jié)果,這是因?yàn)椴煌脑囼?yàn)運(yùn)行程序?qū)υ嚻方Y(jié)電容的充放電情況也是不同的。綜上面所述,在脈沖群試驗(yàn)中影響設(shè)備出錯(cuò)的原因很多,建議試驗(yàn)人員對(duì)試驗(yàn)情況(如設(shè)備的接線,接地情況,試驗(yàn)的布局以及脈沖的施加辦法等等)都要詳細(xì)記錄在案,便于日后在核查試驗(yàn)結(jié)果時(shí)有據(jù)可查。

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