CN102095942B - V型线阻抗稳定网络拓扑结构的特性参数分析及校准方法 - Google Patents

Abstract

V型线阻抗稳定网络拓扑结构的特性参数分析及校准方法，从线阻抗稳定网络的原理图出发，结合器件高频的特性分析，得到相应的寄生参数原理图及其公式，结合MATLAB仿真软件对分立元件各寄生参数对分压系数、隔离度、串扰及阻抗的影响进行分析；通过分析接地和金属板的两种基本串扰形式，建立线阻抗稳定网络相应的等效电路模型；用MATLAB仿真软件分析了两种模型下的寄生参数对线阻抗稳定网络隔离度、阻抗的影响；依据仿真得到的随频率变化的曲线，判断寄生参数及其耦合关系对LISN测量的影响。为研究线阻抗稳定网络的寄生参数影响提供了一个具体分析模型，根据各参数的特性采取不同的补偿措施，有助于提高线阻抗稳定网络自身的测量精度。

Description

V型线阻抗稳定网络拓扑结构的特性参数分析及校准方法

技术领域

本发明涉及一种线阻抗稳定网络的模型及高频特性参数的建模分析，同时提出串扰和接地分析方法，属于电磁兼容技术领域，为一种V型线阻抗稳定网络拓扑结构的特性参数分析及校准方法。

技术背景

随着相关的电磁兼容检测标准出台，电子产品的电磁干扰要求也越来越高，如何获得更加准确、有效的测量数据成为科研、生产的必然的要求。基于线阻抗稳定网络的传导性电磁干扰测量设备是人们检测电磁干扰的有效设备，如何提高测量精度，获得更加精确的数据，是值得研究的一个重要问题。

现阶段对于线阻抗稳定网络的研究多集中在网络结构和噪声分离等方面，而对于线阻抗稳定网络本身内部器件在高频状态下可能存在寄生参数方面却少有研究，无源器件在高频状态下存在寄生参数是不容忽视的问题，线阻抗稳定网络本身存在的测量精度问题很大程度和内部器件高频寄生参数有关，本发明针对线阻抗稳定网络内部器件可能存在寄生电感电容做了系统的理论分析，得出相应寄生参数可能对特性参数测量产生较大影响的结论，分析了接地不到位的影响，同时提出串扰的概念，分析了它的存在对特性参数的影响。

发明内容

本发明要解决的问题是：分析线阻抗稳定网络的测量精度问题，根据仿真的结论，分析在测量相应的参数时应当采用怎样的措施减小误差，获得更加精确的测量数据。

本发明的技术方案为：V型线阻抗稳定网络拓扑结构的特性参数分析及校准方法，V型线阻抗稳定网络连接受试设备和测量接收机，受试设备产生射频骚扰信号输入测量接收机，对于50Ω/50μH V型线阻抗稳定网络，对寄生参数建模，将V型线阻抗稳定网络的电路图转换为高频等效电路，获取分压系数、隔离度和串扰三个特性参数以及受试端阻抗与寄生参数的关系，所述建模与关系为：

1)分压系数：受试端口至骚扰输出端口这一路径的高频衰减，又称为插入损耗，骚扰输出端口向测量接收机输出射频骚扰信号，

$\mathrm{VI}{F}_L=20*\lg \left|\frac{V_{L_f-E}}{V_{L^{\′}-E}}\right|---\left(1\right)$

式(1)中

为骚扰输出端口电压，V_L′-E为受试端口的电压，VIF_L表示分压系数，单位dB，与寄生参数的关系为：

$\left|\frac{V_{L_f-E}}{V_{N^{\′}-E}}\right|=\left|\frac{S1\left|\right|S2}{\mathrm{esL}+S1\left|\right|S2}\frac{R1\left|\right|R4}{S2}\right|$

$S1=j*w*L1\left|\right|\left(\frac{1}{j*w*\mathrm{escL}1}\right)+\mathrm{Ri}\left|\right|(\frac{1}{j*w*c1}+j*w*\mathrm{esLc}1)---\left(2\right)$

$S2=R1\left|\right|R4+j*w*\mathrm{esLc}2+\frac{1}{j*w*c2}$

式(2)中R1为线阻抗稳定网络骚扰输出端与参考地之间的阻抗、R4为骚扰输出端测量接收机阻抗、L1为线阻抗稳定网络相线、中线上电感，c1为线阻抗稳定网络相线、中线对地电容，c2为线阻抗稳定网络相线、中线对骚扰输出端的电容，均为已知的线阻抗稳定网络元器件，S1、S2为等效表达式，用于简化表达式，escL1、esLc1、esLc2、esL分别为L1、c1、c2、适配器的高频寄生参数；

2)隔离度：接收机端口信号受到每一个供电电源端子信号影响的程度为隔离度，

$\mathrm{IR}{R}_{\mathrm{LL}}=20*\lg \left|\frac{V_{L_f-E}}{V_{L-E}}\right|---\left(3\right)$

式(3)中

为骚扰输出端口电压，V_L-E为商用电源电压，IRR_LL表示隔离度，单位dB，与寄生参数的关系为：

$\left|\frac{V_{L_f-E}}{V_{L-E}}\right|=\left|\frac{\mathrm{Ri}\left|\right|S3}{j*w*L1\left|\right|\frac{1}{j*w*\mathrm{escL}1}+\mathrm{Ri}\left|\right|S3}\frac{R1\left|\right|R4}{S3}\right|---\left(4\right)$

$S3=R1\left|\right|R4+j*w*\mathrm{esLc}2+\frac{1}{j*w*c2}$

式(4)中R1、R4、L1、c1、c2、escL1、esLc2与式(2)中含义相同，S3为等效表达式；

3)串扰：测试接收机端口信号受到非相关受试设备端子信号影响的程度为串扰，

$\mathrm{CR}{R}_L=20*\lg \left|\frac{V_{L_f-E}}{V_{N^{\′}-E}}\right|---\left(5\right)$

式(5)中为骚扰输出端口电压，V_N′-E为受试端口电压，CRR_L表示隔离度，单位dB，与寄生参数的关系为：

$\left|\frac{V_{L_f-E}}{V_{N^{\′}-E}}\right|=\left|\frac{\mathrm{Ri}\left|\right|S4}{\frac{1}{j*w*\mathrm{esc}}+\mathrm{Ri}\left|\right|S4}\frac{R1\left|\right|R4}{S4}\right|---\left(6\right)$

$S4=R1\left|\right|R4+\frac{1}{j*w*c2}+j*w*\mathrm{esLc}2$

式(6)中R1、R4、c2定义与式(2)中含义相同，Ri为测量串扰时线阻抗稳定网络电源端的标准端所接的匹配阻抗，S4为等效表达式，esc为相线、中线间高频寄生电容；

4)阻抗：线阻抗稳定网络EUT端的阻抗定义为对受试设备呈现的终端阻抗，当骚扰输出端没有与测量接收机相连时，该输出端应端接50Ω阻抗，为保证测量接收机端口具有准确的50Ω终端阻抗，在网络的内部或者外部使用10dB的衰减器，衰减器从任何一端看进去的的驻波比小于或等于1.2。

考虑寄生参数：

Z＝S5‖S6+esL+esR

$S5=\frac{1}{j*w*c1}+j*w*\mathrm{esLc}1+\frac{1}{j*w*\mathrm{escL}1}\left|\right|j*w*L1$

$S6=\frac{1}{j*w*c2}+j*w*\mathrm{esLc}2+R1\left|\right|R4---\left(7\right)$

式(7)中c1、c2、escL1、esLc1、esLc2、esL与式(2)中定义相同，S5、S6分别为等效表达式，esR为适配器高频等效寄生电阻；

根据上述特性参数与寄生参数的建模及关系，运用MATLAB仿真，控制相应的寄生参数值就能得到相应寄生参数对特性参数的测量影响，进行特性参数分析，并根据寄生参数对特性参数进行校准。

当线阻抗稳定网络接地不到位时，对于分压系数的测量简化为：式(2)中R1先串连一个耦合电容再接地，所述耦合电容为线线或线地之间的耦合电容；对于隔离度的测量，先对线阻抗稳定网络接地不到位的电路中L线上的L1、c1、c2、R1组成的电阻回路进行Δ-Y变换，得到新的等效电路，再按照式(4)中推导的公式进行分析仿真；串扰不考虑接地的影响；阻抗的求解同隔离度一样，先对线阻抗稳定网络接地不到位的电路中中L线上L1、c1、c2、R1组成的电阻回路进行Δ-Y变换，得到新的等效电路，再按照式(7)进行分析仿真。

当线阻抗稳定网络受到外界金属板影响时，对串扰产生影响，外界金属板对测量接收机的干扰相当于在电路中引进寄生电容。

校准方法具体为：对于分压系数的校准采用三通法进行，首先对测量的端口进行归一化校准，然后按照GB/T6113.102-2008正常的步骤进行测量，根据寄生参数对分压系数的影响的分析结果对测得的分压系数结果进行补偿；对于隔离度及受试端阻抗的测量，同样根据寄生参数对隔离度及阻抗的影响的分析结果进行补偿；对于串扰对于电路的影响，在线阻抗稳定网络外部增加相应的屏蔽和采用多点接地把串扰的影响降到最低。

对分压系数校准时，选择寄生参数较小的适配器和精密的线阻抗稳定网络，同时首先对适配器、线阻抗稳定网络的寄生参数单独分析，根据测得的结果，对最终测量分压系数结果给予相应的补偿。

当隔离度不能满足GB/T6113.102-2008的要求，在电源端口和地之间增加电容，以满足测量的要求。

本发明提供了对于线阻抗稳定网络本身内部器件在高频状态下可能存在寄生参数会产生的影响的分析方法，并建立仿真模型，明确了在测量不同参数时，器件的高频寄生参数对测量结果影响的分析方法。

在研究线阻抗稳定网络的分压系数、隔离度、串扰、受试端阻抗等指标时，不能忽略高频情况下，寄生参数对相应指标的影响。通过本发明的建模与仿真分析方法，我们能够看出，电容C2、适配器寄生电感对分压系数影响较大，L1的寄生电容、金属板引入的电容对隔离度影响较大，金属板寄生电容对串扰影响较大，适配器寄生电感、接地电容对阻抗影响较大。

根据本发明的分析方法，进一步对特性参数进行校准，给予相应补偿，可以提高基于线阻抗稳定网络的传导性电磁干扰测量设备的测量精度。

本发明提供了线阻抗稳定网络的特性参数分析方法，对于线阻抗稳定网络本身内部器件在高频状态下可能存在寄生参数会产生的影响进行了分析，并建立仿真模型，在此基础上对线阻抗稳定网络的特性参数进行校准，有助于提高线阻抗稳定网络本身存在的测量精度。

附图说明

图1是V型线阻抗稳定网络原理图，图中的元件值L1、C1、C2、R1、R2、R3、R4和R5规定了网络阻抗。P/L、T/E、N端接商用电源，受试设备端接受试源，测量接收机用于输出噪声信号。

图2是本发明结合V型线阻抗稳定网络标准图和元件值表得到的线阻抗稳定网络的电路原图。

图3是本发明考虑寄生参数的电路原图。

图4是本发明特性参数含义示意图。

图5是本发明测量分压系数的电路原图。

图6是本发明分压系数测量考虑c2寄生参数的MATLAB仿真图。

图7是本发明测量隔离度的电路原图。

图8是本发明隔离度测量考虑L1寄生参数的MATLAB仿真图。

图9是本发明测量串扰的电路原图。

图10是本发明串扰测量考虑线间寄生参数的MATLAB仿真图。

图11是本发明测量阻抗的电路原图。。

图12是本发明测量阻抗考虑寄生参数的电路原图。

图13是本发明阻抗测量考虑寄生参数的MATLAB仿真图。

图14是本发明接地不到位的电路原图。。

图15是本发明外界存在金属板耦合的电路原图。

具体实施方式

本发明从线阻抗稳定网络的原理图出发，根据特性参数的定义，同时结合电感、电容的高频特性等效原理推导出对应的计算公式，结合仿真分析来确定高频寄生电感、电容对特性参数的影响，为实际测量补偿提供理论依据。同时还分析了接地不到位对特性参数的影响。提出了串扰的概念，分析了线间电容和金属板耦合作用对特性参数的影响。从而解释了相应特性参数的测量误差而且为线阻抗稳定网络设计提供了参考。

1.线阻抗稳定网络定义

线阻抗稳定网络能在射频范围内向受试设备端子提供一规定阻抗，并能将试验电路与供电电源上的无用射频信号隔离开来，进而将骚扰电压耦合到测量接收机上。线阻抗稳定网络有两种基本类型，用于耦合非对称(V端子)电压的V型和分别用于耦合共模电压和差模电压的Δ型。对于每根电源线线阻抗稳定网络都配有三个端，连接供电电源的电源端、连接受试设备的设备端和连接测试设备的骚扰输出端。根据GB/T6113.102-2008标准，50Ω/50μH V型线阻抗稳定网络标准图如附图1所示。

2.线阻抗稳定网络等效图

结合V型线阻抗稳定网络标准图和元件值表画出线阻抗稳定网络的电路原图，如附图2所示。

图中由于靠电网这一侧的电感小(50uH)，不足以在市电频率下形成大的阻抗，因此市电可以畅通无阻的为试品提供电能，同时电网侧的电容(0.1uF)还能进一步衰减来自电网的干扰信号。通过靠近试品一侧的耦合电容(0.1uF)转接由试品产生的射频骚扰信号至测量接收机。在试品的受试端子与参考地之间提供了一个稳定阻抗(图中可见，在耦合电容下方接一个1KΩ的电阻，它与测量接收机的输入端并联。由于测量接收机的输入阻抗是50Ω，故试品的负载阻抗近似于50Ω)。能减小因阻抗不匹配造成的反射。尽管理论上分析线阻抗稳定网络能够完全满足测量的需要，但当精度要求较高时，存在一定的固有误差，传统的研究往往限于考虑网络结构和器件材料环境等因素，而少有研究高频寄生参数的影响，本专利重点对线阻抗稳定网络做如下研究。

3.寄生参数建模

无源器件电感、电容、电阻在低频状态时呈现本征特性，随着频率增大，由于制作工艺、材料、环境等因素引进的微小的寄生参数便产生相应的作用，且频率越高，影响越大，结合实验，可以测出电感、电容的高频特性，易知电感在高频呈容性、电容呈感性。电阻高频特性不确定，且影响相对电感、电容小，可以不加研究。结合上述考虑得到附图3高频等效电路原图。

4.测量特性参数的定义说明

以L线输出为例，对其分压系数、隔离度和串扰三个特性参数以及受试端阻抗进行了研究。

线阻抗稳定网络特性参数定义如附图4所示。

分压系数(VDF)：

受试端口至RF输出端口这一路径的高频衰减，又称为插入损耗。

$\mathrm{VI}{F}_L=20*\lg \left|\frac{V_{L_f-E}}{V_{L^{\′}-E}}\right|---\left(1\right)$

式(1)中

为骚扰输出端口电压，V_L′-E为受试端(EUT)的电压。VIF_L表示分压系数，单位dB。

隔离度(Isolation)：

接收机端口信号受到每一个供电电源端子信号影响的程度为隔离度。

$\mathrm{IR}{R}_{\mathrm{LL}}=20*\lg \left|\frac{V_{L_f-E}}{V_{L-E}}\right|---\left(3\right)$

式(3)中

为骚扰输出端口电压，V_L-E为商用电源电压。IRR_LL表示隔离度，单位dB。

串扰(crosstalk)：

接收机端口信号受到非相关受试设备端子信号影响的程度为串扰。

$\mathrm{CR}{R}_L=20*\lg \left|\frac{V_{L_f-E}}{V_{N^{\′}-E}}\right|---\left(5\right)$

式(5)中为骚扰输出端口电压，V_N′-E为受试端(EUT)电压。CRR_L表示隔离度，单位dB。

阻抗：

根据GB/T6113.102-2008标准，线阻抗稳定网络EUT端的阻抗定义为对受试设备呈现的终端阻抗。因此，当骚扰输出端没有与测量接收机相连时，该输出端应端接50Ω阻抗。为保证接收机端口具有准确的50Ω终端阻抗，可在网络的内部或者外部使用10dB的衰减器，从任何一端看进去衰减器的驻波比应小于或等于1.2。该衰减应包括在电压分压系数的测量中。

5.特性参数公式推导

①分压系数

结合附图3寄生参数的原理图等效出附图5。按照分压系数的定义推导如下：

$\left|\frac{V_{L_f-E}}{V_{N^{\′}-E}}\right|=\left|\frac{S1\left|\right|S2}{\mathrm{esL}+S1\left|\right|S2}\frac{R1\left|\right|R4}{S2}\right|$

$S1=j*w*L1\left|\right|\left(\frac{1}{j*w*\mathrm{escL}1}\right)+\mathrm{Ri}\left|\right|(\frac{1}{j*w*c1}+j*w*\mathrm{esLc}1)---\left(2\right)$

$S2=R1\left|\right|R4+j*w*\mathrm{esLc}2+\frac{1}{j*w*c2}$

式(2)中R1为线阻抗稳定网络骚扰输出端与参考地之间的阻抗、R4为骚扰输出端测量接收机阻抗、L1为线阻抗稳定网络相线、中线上电感，c1为线阻抗稳定网络相线、中线对地电容，c2为线阻抗稳定网络相线、中线对骚扰输出端的电容，均为已知的线阻抗稳定网络元器件，S1、S2为等效表达式，用于简化公式，escL1、esLc1、esLc2、esL分别为L1、c1、c2、适配器的高频寄生参数；根据图中求得的公式就可以运用MATLAB仿真，控制相应的寄生参数值就能仿真分析其对于分压系数的影响。

②隔离度

结合附图3寄生参数的原理图等效出附图7。按照隔离度的定义推导如下：

$\left|\frac{V_{L_f-E}}{V_{L-E}}\right|=\left|\frac{\mathrm{Ri}\left|\right|S3}{j*w*L1\left|\right|\frac{1}{j*w*\mathrm{escL}1}+\mathrm{Ri}\left|\right|S3}\frac{R1\left|\right|R4}{S3}\right|---\left(4\right)$

$S3=R1\left|\right|R4+j*w*\mathrm{esLc}2+\frac{1}{j*w*c2}$

式(4)中R1、R4、L1、c1、c2为已知的线阻抗稳定网络元器件，S3为等效表达式，escL1、esLc2为L1、L2高频寄生参数，与式(2)中含义相同。根据图中求得的公式就可以运用MATLAB仿真，控制相应的寄生参数值就能仿真分析其对于隔离度的影响。

③串扰

结合附图3寄生参数原理图分析。由于噪声往往是高频信号，线阻抗稳定网络中的电感对高频信号有隔离作用，考虑线间耦合电容的作用可以简化出附图9所示的电路图。按照串扰的定义可以推导出下面公式：

$\left|\frac{V_{L_f-E}}{V_{N^{\′}-E}}\right|=\left|\frac{\mathrm{Ri}\left|\right|S4}{\frac{1}{j*w*\mathrm{esc}}+\mathrm{Ri}\left|\right|S4}\frac{R1\left|\right|R4}{S4}\right|---\left(6\right)$

$S4=R1\left|\right|R4+\frac{1}{j*w*c2}+j*w*\mathrm{esLc}2$

式(6)中R1、R4、c2为已知的线阻抗稳定网络元器件，Ri(50Ω)为测量串扰时电源端的标准端接匹配阻抗，S4为等效表达式，esc为相线、中线间高频寄生电容。根据图中求得的公式就可以运用MATLAB仿真，控制相应的寄生参数值就能仿真分析其对于串扰的影响。

④阻抗

按照阻抗的定义可以得到附图11所示电路，附图12为考虑寄生参数的电路图。推导出下面公式

Z＝S5‖S6+esL+esR

$S5=\frac{1}{j*w*e1}+j*w*\mathrm{esLc}1+\frac{1}{j*w*\mathrm{escL}1}\left|\right|j*w*L1---\left(7\right)$

$S6=\frac{1}{j*w*c2}+j*w*\mathrm{esLc}2+R1\left|\right|R4$

式(7)中R1、R4、L1、c1、c2为已知的线阻抗稳定网络元器件，S5、S6为等效表达式，esLc1、esLc2、escL1、esL、esR为c1、c2、L1、适配器高频寄生参数。根据图中求得的公式就可以运用MATLAB仿真，控制相应的寄生参数值就能仿真其对于阻抗的影响。

6.接地和金属板作用的分析

接地不到位实际是向电路引进寄生电容，对应特性参数分压系数、隔离度、串扰、阻抗都会有所改变，接地不到位原理图如附图14所示。

对于分压系数的测量，由于噪声信号频率比较高，电感左端电路可以不加考虑，对分压系数的测量可以简化为式(2)中推导的公式中R1先串连一个耦合电容再接地，所述耦合电容为线线或线地之间的耦合电容。对于隔离度的测量可以先对附图14中L线上L1、c1、c2、R1组成的电阻回路进行Δ-Y变换，得到新的阻抗表达式，再按照式(4)中推导的公式等效化出。串扰推导公式中对电感左端的电路没加考虑，所以接地的影响也可以不加考虑。阻抗的求解同隔离度一样，先对附图14中L线上L1、c1、c2、R1组成的电阻回路进行Δ-Y变换，得到新的等效电路，再按照式(7)的求解方式推导。

外界金属板对测量的干扰相当于在电路中引进寄生电容，对应原理图如附图15所示。金属板电容的引进与线间寄生电容的引进原理相同，主要表现为对串扰的影响。考虑金属板影响时，只要考虑金属板引进电容的大小，而予以估值代入隔离度的推导公式。

在分析线阻抗稳定网络的分压系数、隔离度、串扰、受试端阻抗等指标时，不能忽略高频情况下，寄生参数对相应指标的影响。通过前面建模与仿真分析，能够看出，电容C2、适配器寄生电感对分压系数影响较大，L1的寄生电容、金属板引入的电容对隔离度影响较大，金属板寄生电容对串扰影响较大，适配器寄生电感、接地电容对阻抗影响较大。

对于分压系数的校准多采用三通法进行，首先对测量的端口进行归一化校准，然后按照GB/T6113.102-2008正常的步骤进行测量。未来提高测量精度，可以选择寄生参数较小的适配器和精密的线阻抗稳定网络，首先对适配器、线阻抗稳定网络的寄生参数单独考虑，根据测得的结果，对最终测量分压系数结果给予相应的补偿。对于隔离度及受试端阻抗的测量同样考虑相应的补偿。对于串扰对于电路的影响，可以线阻抗稳定网络外部增加相应的屏蔽措施，和采用多点接地把串扰的影响降到最低。对于隔离度不能满足GB/T6113.102-2008的要求，还可以采取在电源端口和地之间增加电容，以满足测量的要求。下面通过具体实施例来说明本发明方法的实施。

结合特性参数的公式推导，运用MATLAB仿真，就能分析出相应寄生参数对特性参数的测量影响：

①分压系数

$\left|\frac{V_{L_f-E}}{V_{N^{\′}-E}}\right|=\left|\frac{S1\left|\right|S2}{\mathrm{esL}+S1\left|\right|S2}\frac{R1\left|\right|R4}{S2}\right|$

$S1=j*w*L1\left|\right|\left(\frac{1}{j*w*\mathrm{escL}1}\right)+\mathrm{Ri}\left|\right|(\frac{1}{j*w*c1}+j*w*\mathrm{esLc}1)$

$S2=R1\left|\right|R4+j*w*\mathrm{esLc}2+\frac{1}{j*w*c2}$

${\mathrm{VIF}}_L=20*\lg \left|\frac{V_{L_f-E}}{V_{L^{\′}-E}}\right|$

其中R1、R4、L1、c1、c2为已知的线阻抗稳定网络元器件，escL1、esLc1、esLc2、esL为寄生参数，S1、S2为等效表达式，以考虑c2的寄生参数为例做一个说明，假设其他器件的寄生参数不存在，只有c2产生寄生电感esLc2，对应的公式如下：

$\left|\frac{V_{L_f-E}}{V_{N^{\′}-E}}\right|=\left|\frac{R1\left|\right|R4}{S2}\right|$

$S2=R1\left|\right|R4+j*w*\mathrm{esLc}2+\frac{1}{j*w*c2}$

${\mathrm{VIF}}_L=20*\lg \left|\frac{V_{L_f-E}}{V_{L^{\′}-E}}\right|$

运用MATLAB仿真得到附图6所示。低频时分压系数较小，噪声不能完全传递到骚扰输出端；高频时，分压系数接近于0，噪声基本能够在骚扰输出端检测出来。不同器件的寄生参数都对分压系数有影响，如附图3中其他的寄生参数，结合公式(2)，只要对对应的寄生参数赋值就能一一进行仿真，从而研究其影响。

②隔离度

$\left|\frac{V_{L_f-E}}{V_{L-E}}\right|=\left|\frac{\mathrm{Ri}\left|\right|S3}{j*w*L1\left|\right|\frac{1}{j*w*\mathrm{escL}1}+\mathrm{Ri}\left|\right|S3}\frac{R1\left|\right|R4}{S3}\right|$

$S3=R1\left|\right|R4+j*w*\mathrm{esLc}2+\frac{1}{j*w*c2}$

$\mathrm{IR}{R}_{\mathrm{LL}}=20*\lg \left|\frac{V_{L_f-E}}{V_{L-E}}\right|$

其中中R1、R4、L1、c1、c2为已知的线阻抗稳定网络器件，S3为等效表达式，escL1、esLc2为L1、c2高频寄生参数。以考虑L1的寄生参数为例做一个说明，假设其他器件的寄生参数不存在，只有L1产生寄生电容escL1，对应的公式如下

$\left|\frac{V_{L_f-E}}{V_{L-E}}\right|=\left|\frac{\mathrm{Ri}\left|\right|S3}{j*w*L1\left|\right|\frac{1}{j*w*\mathrm{escL}1}+\mathrm{Ri}\left|\right|S3}\frac{R1\left|\right|R4}{S3}\right|$

$S3=R1\left|\right|R4+\frac{1}{j*w*c2}$

$\mathrm{IR}{R}_{\mathrm{LL}}=20*\lg \left|\frac{V_{L_f-E}}{V_{L-E}}\right|$

运用MATLAB仿真得到附图8所示。L1的寄生参数对隔离度影响影响很大，考虑L1寄生电容时，低频段隔离度效果变好，达到谐振点后，隔离度随频率增大效果变差，且寄生电容大时先达到谐振，影响明显。不同器件的寄生参数都对隔离度都有影响，如附图3中其他的寄生参数，结合公式(4)，只要对对应的寄生参数赋值就能一一进行仿真，从而研究其影响。

③串扰：

$\left|\frac{V_{L_f-E}}{V_{N^{\′}-E}}\right|=\left|\frac{\mathrm{Ri}\left|\right|S4}{\frac{1}{j*w*\mathrm{esc}}+\mathrm{Ri}\left|\right|S4}\frac{R1\left|\right|R4}{S4}\right|$

$S4=R1\left|\right|R4+\frac{1}{j*w*c2}+j*w*\mathrm{esLc}2$

$\mathrm{CR}{R}_L=20*\lg \left|\frac{V_{L_f-E}}{V_{N^{\′}-E}}\right|$

其中R1、R4、Ri、c2为已知的线阻抗稳定网络器件，esLc2、esc为c2、适配器寄生参数，S4为等效表达式。以考虑线间寄生电容为例做一个说明，假设其他器件的寄生参数不存在，只有导线产生寄生电容esc，对应的公式如下

$\left|\frac{V_{L_f-E}}{V_{N^{\′}-E}}\right|=\left|\frac{\mathrm{Ri}\left|\right|S4}{\frac{1}{j*w*\mathrm{esc}}+\mathrm{Ri}\left|\right|S4}\frac{R1\left|\right|R4}{S4}\right|$

$S4=R1\left|\right|R4+\frac{1}{j*w*c2}$

$\mathrm{CR}{R}_L=20*\lg \left|\frac{V_{L_f-E}}{V_{N^{\′}-E}}\right|$

运用MATLAB仿真得到附图10所示。考虑线间寄生电容esc＝1pF、10pF、50pF时，在低频段，串扰抑制效果比较好，随着频率增大，线间电容的耦合作用增大，对噪声的输出的影响变大，不能忽略。同时，在考虑其他寄生参数时，只要给相应寄生参数赋值就能研究其对串扰测量的影响。

④阻抗

Z＝S5‖S6+esL+esR

$S5=\frac{1}{j*w*c1}+j*w*\mathrm{esLc}1+\frac{1}{j*w*\mathrm{escL}1}\left|\right|j*w*L1$

$S6=\frac{1}{j*w*c2}+j*w*\mathrm{esLc}2+R1\left|\right|R4$

其中R1、R4、L1、c1、c2为已知的线阻抗稳定网络器件，esLc1、esLc2、escL1、esL、esR为寄生参数，S5、S6为等效表达式。以考虑适配器寄生电感为例做一个说明，假设其他器件的寄生参数不存在，只有适配器产生寄生电感esL，对应的公式如下

Z＝S5‖S6+esL

$S5=\frac{1}{j*w*c1}+j*w*L1$

$S6=\frac{1}{j*w*c2}+R1\left|\right|R4$

运用MATLAB仿真得到附图13所示。不考虑适配器寄生参数时，低频段阻抗模随频率增大而增大，随着频率继续增大，阻抗模趋于恒定；考虑适配器寄生参数时，阻抗模随着频率增大一直增大，由图中esL＝100nH和esL＝10nH对应适配器寄生参数看出，考虑适配器寄生电感大时阻抗模也相应大。

Claims (6)

1.V型线阻抗稳定网络拓扑结构的特性参数分析及校准方法，V型线阻抗稳定网络连接受试设备和测量接收机，受试设备产生射频骚扰信号输入测量接收机，其特征是对于50Ω/50μH V型线阻抗稳定网络，对寄生参数建模，将V型线阻抗稳定网络的电路图转换为高频等效电路，获取分压系数、隔离度和串扰三个特性参数以及受试端阻抗与寄生参数的关系，所述建模与关系为：

1）分压系数：受试端口至骚扰输出端口这一路径的高频衰减，又称为插入损耗，骚扰输出端口向测量接收机输出射频骚扰信号，

${\mathrm{VIF}}_L=20*\lg \left|\frac{V_{L_f-E}}{V_{L^{\′}-E}}\right|---\left(1\right)$

式（1）中

为骚扰输出端口电压，V_L′-E为受试端口的电压，VIF_L表示分压系数，单位dB，与寄生参数的关系为：

$\left|\frac{V_{L_f-E}}{V_{N^{\′}-E}}\right|=\left|\frac{S1\left|\right|S2}{\mathrm{esL}+S1\left|\right|S2}\frac{R1\left|\right|R4}{S2}\right|$

$S1=j*w*L1\left|\right|\left(\frac{1}{j*w*\mathrm{escL}1}\right)+\mathrm{Ri}\left|\right|(\frac{1}{j*w*c1}+j*w*\mathrm{esLc}1)---\left(2\right)$

$S2=R1\left|\right|R4+j*w*\mathrm{esLc}2+\frac{1}{j*w*c2}$

式（2）中R1为线阻抗稳定网络骚扰输出端与参考地之间的阻抗、R4为骚扰输出端测量接收机阻抗、L1为线阻抗稳定网络相线、中线上电感，c1为线阻抗稳定网络相线、中线对地电容，c2为线阻抗稳定网络相线、中线对骚扰输出端的电容，Ri为测量分压系数时电源端的标准端接匹配阻抗，均为已知的线阻抗稳定网络元器件，S1、S2为等效表达式，用于简化公式，escL1、esLc1、esLc2、esL分别为L1、c1、c2、适配器的高频寄生参数；

2）隔离度：接收机端口信号受到每一个供电电源端子信号影响的程度为隔离度，

${\mathrm{IRR}}_{\mathrm{LL}}=20*\lg \left|\frac{V_{L_f}-E}{V_{L-E}}\right|---\left(3\right)$

式（3）中为骚扰输出端口电压，V_L-E为商用电源电压，IRR_LL表示隔离度，单位dB，与寄生参数的关系为：

$\left|\frac{V_{L_f-E}}{V_{L-E}}\right|=\left|\frac{\mathrm{Ri}\left|\right|S3}{j*w*L1\left|\right|\frac{1}{j*w*\mathrm{escL}1}+\mathrm{Ri}\left|\right|S3}\frac{R1\left|\right|R4}{S3}\right|---\left(4\right)$

$S3=R1\left|\right|R4+j*w*\mathrm{esLc}2+\frac{1}{j*w*c2}$

式（4）中R1、R4、L1、c2、escL1、esLc2与式（2）中含义相同，Ri为测量隔离度时电源端的标准端接匹配阻抗，S3为等效表达式；

3）串扰：测试接收机端口信号受到非相关受试设备端子信号影响的程度为串扰，

${\mathrm{CRR}}_L=20*\lg \left|\frac{V_{L_f-E}}{V_{N^{\′}-E}}\right|---\left(5\right)$

式（5）中

为骚扰输出端口电压，V_N′-E为受试端口电压，CRR_L表示隔离度，单位dB，

$\left|\frac{V_{L_f-E}}{V_{N^{\′}-E}}\right|=\left|\frac{\mathrm{Ri}\left|\right|S4}{\frac{1}{j*w*\mathrm{esc}}+\mathrm{Ri}\left|\right|S4}\frac{R1\left|\right|R4}{S4}\right|---\left(6\right)$

$S4=R1\left|\right|R4+\frac{1}{j*w*c2}+j*w*\mathrm{esLc}2$

式（6）中R1、R4、c2定义与式（2）中含义相同，Ri为测量串扰时线阻抗稳定网络电源端的标准端所接的匹配阻抗，S4为等效表达式，esc为相线、中线间高频寄生电容；

4）阻抗：线阻抗稳定网络EUT端的阻抗定义为对受试设备呈现的终端阻抗，当骚扰输出端没有与测量接收机相连时，该输出端应端接50Ω阻抗，为保证测量接收机端口具有准确的50Ω终端阻抗，在网络的内部或者外部使用10dB的衰减器，衰减器从任何一端看进去的驻波比小于或等于1.2，

考虑寄生参数：

Z＝S5||S6+esL+esR

$S5=\frac{1}{j*w*c1}+j*w*\mathrm{esLc}1+\frac{1}{j*w*\mathrm{escL}1}\left|\right|j*w*L1$

$S6=\frac{1}{j*w*c2}+j*w*\mathrm{esLc}2+R1\left|\right|R4---\left(7\right)$

式（7）中c1、c2、escL1、esLc1、esLc2、esL与式（2）中含义相同，S5、S6分别为等效表达式，esR为适配器高频等效寄生电阻；

根据上述特性参数与寄生参数的建模及关系，运用MATLAB仿真，控制相应的寄生参数值就能得到相应寄生参数对特性参数的测量影响，进行特性参数分析，并根据寄生参数对特性参数进行校准。

2.根据权利要求1所述的V型线阻抗稳定网络拓扑结构的特性参数分析及校准方法，其特征是当线阻抗稳定网络接地不到位时，对于分压系数的测量简化为：式（2）中R1先串连一个耦合电容再接地，所述耦合电容为线线或线地之间的耦合电容；对于隔离度的测量，先对线阻抗稳定网络接地不到位的电路中L线上的L1、c1、c2、R1组成的电阻回路进行△-Y变换，得到新的等效电路，再按照式（4）中推导的公式进行分析仿真；串扰不考虑接地的影响；阻抗的求解同隔离度一样，先对线阻抗稳定网络接地不到位的电路中L线上L1、c1、c2、R1组成的电阻回路进行△-Y变换，得到新的等效电路，再按照式（7）进行分析仿真。

3.根据权利要求1所述的V型线阻抗稳定网络拓扑结构的特性参数分析及校准方法，其特征是当线阻抗稳定网络受到外界金属板影响时，对串扰产生影响，外界金属板对测量接收机的干扰相当于在电路中引进寄生电容。

4.根据权利要求1或2或3所述的V型线阻抗稳定网络拓扑结构的特性参数分析及校准方法，其特征是校准方法具体为：对于分压系数的校准采用三通法进行，首先对测量的端口进行归一化校准，然后按照GB/T6113.102-2008正常的步骤进行测量，根据寄生参数对分压系数的影响的分析结果对测得的分压系数结果进行补偿；对于隔离度及受试端阻抗的测量，同样根据寄生参数对隔离度及阻抗的影响的分析结果进行补偿；对于串扰对于电路的影响，在线阻抗稳定网络外部增加相应的屏蔽和采用多点接地把串扰的影响降到最低。

5.根据权利要求4所述的V型线阻抗稳定网络拓扑结构的特性参数分析及校准方法，其特征是对分压系数校准时，选择寄生参数尽可能小的适配器和精密的线阻抗稳定网络，同时首先对适配器、线阻抗稳定网络的寄生参数单独分析，根据测得的结果，对最终测量分压系数结果给予相应的补偿。

6.根据权利要求4所述的V型线阻抗稳定网络拓扑结构的特性参数分析及校准方法，其特征是当隔离度不能满足GB/T6113.102-2008的要求，在电源端口和地之间增加电容，以满足测量的要求。

Images