CN101777936B - 一种高速信号线的浪涌抗扰度测试方法 - Google Patents

一种高速信号线的浪涌抗扰度测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高速信号线的浪涌抗扰度测试方法，旨在提供一种电气和电子设备在使用非屏蔽线缆正常运行、传输处理高速电信号的情况下进行通信线的浪涌抗扰度试验的测试方法。其技术方案的要点是，试验系统由被测设备、辅助设备、试验信号发生器和光电转换器组成。试验信号发生器的接地螺钉与被测设备的接地螺钉共同接地线；试验信号发生器的正极连接到已经剥开的通讯线缆的线芯上。被测设备的数据口与光电转换器的电口相连，光电转换器的光口与辅助设备相连。

Description

一种高速信号线的浪涌抗扰度测试方法
技术领域
本发明涉及到电磁兼容的试验和测量技术领域，更具体地说，涉及到电气和电子设备在使用非屏蔽线缆正常运行、传输处理高速电信号的情况下进行通信线的浪涌抗扰度试验的测试方法。
背景技术
浪涌(冲击)抗扰度试验是一系列电磁兼容试验和测量技术中的一个分支，该试验的目的是考察被测设备在实际使用过程中受到浪涌电压/电流冲击后的损坏程度和性能下降程度。
对被测设备的浪涌(冲击)试验可大体分为两部分：对被测设备的电源进行的浪涌(冲击)试验；对被测设备的互联线(包括I/O线、通信线、平衡线等)进行的浪涌(冲击)试验。
目前，对被测设备的电源进行的浪涌抗扰度试验已经十分全面和成熟，但是，对于被测设备使用非屏蔽互联线进行的浪涌抗扰度试验，由于技术或实际操作上的原因，比如去耦网络的存在会将高速(高频)电信号阻隔掉，而往往难以实施。中华人民共和国国家标准GB/T17626.5-2008电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验中的图14、图15非屏蔽对称工作线路试验配置解决了在被测设备断电、无数据传输处理或只传输工作频段在100kHz以内信号的情况下如何实施该实验的问题；但是当被测设备的信号线传输的是工作频段大于100KHz或传输速率大于100kbps的高速电信号时，上述试验配置中的去耦网络就会将大部分的有用电信号隔离掉。因此，上述试验配置有不足之处，其不足之处是：该试验配置的测试结果很难反映被测设备在实际运行、传输高速电信号的情况下通信线的浪涌抗扰度性能。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种可以在被测设备正常运行、传输高速电信号的情况下进行试验的测试方法。
本发明的技术方案是，实验系统由被测设备、辅助设备、实验信号发生器和光电转换器组成。实验信号发生器的地连接到被测设备的接地柱上，实验信号发生器的正极连接到已经剥开的通讯线缆的线芯上。被测设备的数据口与光电转换器的电口相连，光电转换器的光口与辅助设备相连。
要求该光电转换器的浪涌抗扰度等级完全达到或超越IEC 61000-4-5工业四级要求，不会对测试结果产生任何的不利影响。
加实验信号的通讯线缆的长度应大于等于20米，且须保证该通讯线缆的金属芯与浪涌信号线接触良好。
不需要单独的保护设备，光电转换器起到了对辅助设备的保护作用。
本发明的有益效果是：本发明的测试方法摈弃了会阻隔高速电信号通过的去耦网络，只需要很少的额外硬件即可实现，可以对辅助测试设备进行有效地保护，并且对辅助测试设备的保护比去耦网络更为简捷、有效。可以在传输高达千兆比特率的高速信号下进行数据口的浪涌(冲击)抗扰度试验。由于光电转换器的有效保护，辅助设备在浪涌抗扰度试验进行的过程中可以进行完全正常情况下的数据生成、测试及统计作业而不受任何影响；当被测设备因试验而产生性能下降或功能损坏时，辅助设备可以精确测试出被测设备受损或性能下降的程度。
附图说明
图1非屏蔽对称互联线(通信线)的试验配置示例图；
图2使用1.2/50μs浪涌的对称高速通信线的耦合/去耦网络的配置示例图；
图3一个被测设备(EUT)的连接示例图；
图4两个被测设备(EUT)情况下的试验配置示例图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
图1指示了非屏蔽对称互联线(通信线)的试验配置示例，对应中华人民共和国国家标准GB/T 17626.5-2008电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验中的图14。图1使用去耦网络和保护设备。
图2指示了使用1.2/50μs浪涌的对称高速通信线的耦合/去耦网络的配置示例，对应中华人民共和国国家标准GB/T 17626.5-2008电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验中的图15。
对于I/O线和通信线去耦网络的串联阻抗会限制数据传输的带宽。由于物理结构的限制大部分耦合/去耦网络的工作频段被限制在100kHz以内。速率大于100Kbps或工作频段大于100KHz的高速电信号很难通过上述配置中的去耦网络，从而难以真实再现EUT在加电运行、有高速电信号传输情况下的信号线的浪涌抗扰度性能。
图3指示了一个被测设备(EUT)的连接示例，被测设备用的是网络设备，辅助设备用的是网路数据分析仪，实验信号发生器用的是浪涌信号发生器。浪涌信号发生器的输出地同网络设备的接地端共同接入保护地线，浪涌信号发生器的另一端(浪涌信号线)则直接接在端口port 3和port 4之间的高速非屏蔽信号线上，该线的长度应大于等于20米，且须保证该线的金属芯与浪涌信号线接触良好。
试验时可以每根通信线分别进行，也可以多根通信线同时进行。
开始试验前，对网络设备进行VLAN配置，让port 1和port 4的数据在网络设备内双向线速交换，port 2和port 3的数据在EUT内双向线速交换，从而使所有的测试数据均双向通过“网络数据分析仪→光电转换器→port 1→port 4→port 3→port 2→光电转换器→网络数据分析仪”这样一个环路。
试验时，首先通过网络数据分析仪向网络设备发送并接收双向、速率为100Mbps的测试数据，持续时间20分钟，然后对测试数据进行分析，确认网络设备性能正常后，采用同样的方式向网络设备发送测试数据，同时通过浪涌信号发生器将每分钟一次、共五次的浪涌干扰施加到网络设备的高速非屏蔽信号线上，待浪涌干扰施加结束后，再次通过网络数据分析仪对测试数据进行分析，通过对两次测试数据结果进行对比、分析，来确定EUT的性能是否下降以及下降的程度(比如丢包率的大小、时延的长短等)。
图4指示了两个被测设备(EUT)情况下的试验配置示例，浪涌信号发生器的输出地同两个EUT的接地端共同接入保护地线，浪涌信号发生器的另一端(浪涌信号线)则直接接在两个EUT的两个数据口之间的百兆非屏蔽网线上，该网线的长度应大于等于20米，且须保证该网线的金属芯与浪涌信号线接触良好。
试验时可以每根通信线分别进行，也可以多根通信线同时进行。
开始试验前，将两个被测设备(EUT)的配置恢复为默认配置，从而使所有的测试数据均双向通过“网络数据分析仪→光电转换器→EUT 1→EUT 2→光电转换器→网络数据分析仪”这样一个环路。
试验时，首先通过网络数据分析仪向两个EUT发送并接收双向、速率为100Mbps的测试数据，持续时间20分钟，然后对测试数据进行分析，确认两个EUT性能正常后，采用同样的方式再次发送测试数据，同时通过浪涌信号发生器将每分钟一次、共五次的浪涌干扰施加到两个EUT之间的百兆非屏蔽网线上，待浪涌干扰施加结束后，再次通过网络数据分析仪对测试数据进行分析，通过对两次测试数据结果进行对比、分析，来确定两个EUT的性能是否下降以及下降的程度(比如丢包率的大小、时延的长短等)。
以上所述仅为本发明的过程及方法实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和实质之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (3)

1.一种高速信号线的浪涌抗扰度测试方法，其特征是，试验系统由两个被测设备、网络数据分析仪、浪涌信号发生器和两个光电转换器组成；浪涌信号发生器的输出地同两个被测设备的接地端共同接入保护地线；浪涌信号发生器的浪涌信号线直接接在两个被测设备的两个数据口之间的百兆非屏蔽网线上，该网线的长度应大于等于20米，且须保证该网线的金属芯与浪涌信号线接触良好；第一被测设备的数据口与第一光电转换器的电口通过网线相连，第一光电转换器的光口与网络数据分析仪通过光纤相连；第二被测设备的数据口与第二光电转换器的电口通过网线相连，第二光电转换器的光口与网络数据分析仪通过光纤相连；两个被测设备试验时可以每根通信线分别进行，也可以多根通信线同时进行。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，该光电转换器的浪涌抗扰度等级完全达到或超越IEC 61000-4-5工业四级要求，不会对测试结果产生任何的不利影响。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是，不需要单独的保护设备，光电转换器起到了对辅助设备的保护作用。
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