CN103823124B - 一种适用于现场电磁兼容检测的电源线传导干扰信号检测电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于现场电磁兼容检测的电源线传导干扰信号检测电路，其包括有电源插头、二阶无源高通滤波器、衰减器和模数转换电路。二阶无源高通滤波器和衰减器能够滤除电源基波信号，该电源基波信号是一个射频范围内稳定的50Ω输入阻抗。利用本发明设计的检测电路在进行现场电磁兼容检测时，只需将其连接在与EUT连接的同一电源插座上，毋需破坏EUT所在系统原有的连接形式，省略了实验室环境下应用的LISN、衰减器、测量接收机等。
Description
技术领域
本发明涉及一种干扰信号检测电路，更特别地说，是指一种适用于现场电磁兼容检测的电源线传导干扰信号检测电路。
背景技术
电子设备能够通过辐射和传导两种形式对外产生干扰信号，由于同一个系统中的电子设备通常是通过电网连接在一起，如果其中一个电子设备通过电源线对外产生传导干扰信号，那么该系统中的其他用电设备就有可能受到影响，从而造成性能下降或是功能失效。因此，在某一国家军用标准中对电源线的传导干扰检测提出了要求。目前传统的检测方法是通过人工电源网络（LISN）在电源的测量点两端要提供一个射频范围内的规定阻抗，并将被测试设备（EUT）与电源线上的环境噪声隔离开。参见图1所示，在CE102－2测量系统中，LISN分别与EUT和衰减器连接，衰减器与测量接收机连接，测量接收机与数据记录装置连接；电源输入与220V50Hz的电源插座连接。数据记录装置用于显示干扰信号。国家军用标准引用的是，中华人民共和国国家军用标准，GJB152A－1997《军用设备和分系统电磁发射和敏感度测量》，第16－19页的相关内容。
因为这种传统的检测方法是基于实验室环境的测试，必须使用专用的测试设备，如人工电源网络、衰减器、测量接收机、数据记录装置等，而这些实验室环境下专用的测试设备造价高昂，且不便于进行现场电磁兼容的检测。
发明内容
为了实现现场电磁兼容检测，本发明提供了一种适用于现场电磁兼容检测的电源线传导干扰信号检测电路。该电源线传导干扰信号检测电路在进行现场电磁兼容检测时，只需将本发明设计的电源线传导干扰信号检测电路连接在与EUT连接在同一电源插座上，省略了实验室环境下应用的人工电源网络（LISN）、衰减器、测量接收机。
本发明设计了一种适用于现场电磁兼容检测的电源线传导干扰信号检测电路，该电源线传导干扰信号检测电路包括电源插头、二阶无源高通滤波器、10dB衰减器和模数转换电路；
电源插头插接在与EUT插接的同一电源插座上；用于获取EUT产生的电源线传导信号；
二阶无源高通滤波器用于滤除EUT的电源线上的电源基波信号，实现抑制电源基波信号并让高频传导信号通过；
10dB衰减器用于提供一个射频范围内稳定的50Ω输入阻抗；
模数转换电路用于将EUT的电源线上通过所述二阶无源高通滤波器和所述10dB衰减器后的传导干扰信号转换成数字信号。
本发明设计的电源线传导干扰信号检测电路在进行现场电磁兼容检测时，毋需破坏EUT所在系统原有的连接形式。
本发明设计的电源线传导干扰信号检测电路中的二阶无源高通滤波器和10dB衰减器能够滤除电源基波信号，该电源基波信号是一个射频范围内稳定的50Ω输入阻抗。
本发明设计的电源线传导干扰信号检测电路，将二阶无源高通滤波器、10dB衰减器和模数转换电路集成在一起，易于检测电路整体体积较小，更加方便现场测试环境下的使用。利于小型化、大规模批量生产，制造成本低廉。
附图说明
图1是CE102－2测量配置图。
图2为本发明适用于现场电磁兼容检测的电源线传导干扰信号检测电路的结构图。
图3为应用本发明电源线传导干扰信号检测电路进行现场电磁兼容检测的配置图。
图3A为带有绝缘外罩的本发明电源线传导干扰信号检测电路的外部示意图。
图4为本发明适用于现场电磁兼容检测的电源线传导干扰信号检测电路的电路原理图。
图5为本发明适用于现场电磁兼容检测的电源线传导干扰信号检测电路的另一电路原理图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明。
参考图2所示，本发明设计的是一种适用于现场电磁兼容检测的电源线传导干扰信号检测电路，该电源线传导干扰信号检测电路包括电源插头、二阶无源高通滤波器、10dB衰减器和模数转换电路。
电源插头插入220V50Hz的电源插座上，电源的正极、负极与二阶无源高通滤波器连接。
参见图3A所示，为了使用方便和安全，将本发明设计的电源线传导干扰信号检测电路封装在一个绝缘外罩内，电源插头设置在绝缘外罩的一面板上，且二阶无源高通滤波器的正端子与负端子与电源插头连接。或者通过电源线的一端连接一电源插头，电源线的另一端与二阶无源高通滤波器的正端子与负端子连接。
结合图2与图3所示，应用本发明设计的电源线传导干扰信号检测电路进行现场电磁兼容检测时，被测试设备（EUT）通过连接在电源线一端的电源插头插入电源插座上，本发明设计的电源线传导干扰信号检测电路也可以通过连接在电源线一端的电源插头插入电源插座上。
结合图2与图3、图3A所示，应用本发明设计的电源线传导干扰信号检测电路进行现场电磁兼容检测时，被测试设备（EUT）通过连接在电源线一端的电源插头插入电源插座上，本发明设计的电源线传导干扰信号检测电路通过电源插头直接插入电源插座上。
电源插头
电源插头用于将本发明设计的电源线传导干扰信号检测电路与电源插座连接。通过电源插头获取被测试设备（EUT）产生的电源线传导信号。
二阶无源高通滤波器
二阶无源高通滤波器用于滤除被测试设备（EUT）的电源线上的电源基波信号，实现抑制电源基波信号并让高频传导信号通过。二阶无源高通滤波器采用分立元件实现。
参见图4所示，二阶无源高通滤波器由电容C1和电容C2组成，电容C1和电容C2呈并联结构，电容C1的一端与电源插头的正极相连，电容C1的另一端与电阻R1的一端相连；电容C2的一端与电源插头的负极相连，电容C2的另一端与电阻R3相连，且电容C2的另一端也接地。为了满足我国电网工频50Hz的要求，电容C1和电容C2电容值设置为0.1μF。
参见图5所示，二阶无源高通滤波器由电容C1和电感L1组成，电容C1的一端与电源插头的正极相连，电容C1的另一端与电阻R1的一端相连，电容C1的另一端与电阻R2的一端相连；电感L1一端与电源插头的正极相连，电感L1另一端与电源插头的负极相连，且电感L1另一端也接地。为了满足我国电网工频50Hz的要求，电容C1的电容值设置为0.1μF，电感L1的电感值设置为10mH。
衰减器
衰减器用于提供一个射频范围内稳定的50Ω输入阻抗。衰减器采用分立元件实现。
参见图4所示，衰减器为T型结构的一种电路形式。衰减器由电阻R1、电阻R2和电阻R3构成；电阻R1和电阻R3并联，然后与电阻R1串联；所述电阻R1和电阻R3的电阻值为50Ω，所述电阻R2的电阻值为17Ω。
电阻R1的一端与电容C1的另一端相连，电阻R1的另一端与电阻R2的一端相连；
电阻R2的一端与电阻R1的另一端相连，电阻R2的另一端与电子开关的1脚相连；
电阻R3的一端与电阻R1的另一端相连，电阻R3的另一端与电容C2的另一端相连，且电阻R3的另一端也接地。
参见图5所示，衰减器为π型结构的一种电路形式。衰减器由电阻R1、电阻R2和电阻R3构成；电阻R1和电阻R2串联，然后与电阻R3并联；所述电阻R2和电阻R3的电阻值为100Ω，所述电阻R1的电阻值为70Ω。
电阻R1的一端与电容C1的另一端相连，电阻R1的一端与电阻R2的一端相连，电阻R1的另一端与电阻R3的一端相连，电阻R1的另一端与电子开关的1脚相连；
电阻R2的一端与电容C1的另一端相连，电阻R2的另一端接地；
电阻R3的一端与电阻R1的另一端相连，电阻R3的另一端接地。
模数转换电路
模数转换电路用于将被测试设备（EUT）的电源线上通过所述二阶无源高通滤波器和所述10dB衰减器后的传导干扰信号转换成数字信号。模数转换电路为逼近式结构。
参见图4所示，模数转换电路由电子开关（CD4052芯片）、积分器（LM339芯片）、比较器（LM339芯片）、逻辑控制和计数器模块（MSP430F4270芯片）组成。
电子开关的1脚与电阻R2的一端连接；
电子开关的9脚与逻辑控制和计数器模块的P1.1脚连接；
电子开关的10脚与逻辑控制和计数器模块的P1.0脚连接；
电子开关的13脚与电阻R4的一端连接。
积分器的5脚与电阻R2的另一端连接；
积分器的5脚与2脚之间连接有电容C3；
积分器的4脚接地；
积分器的2脚与比较器的5脚连接。
比较器的5脚与积分器的2脚连接；
比较器的4脚接地；
比较器的2脚与逻辑控制和计数器模块的P1.7脚连接。
逻辑控制和计数器模块的P1.0脚与电子开关的9脚连接；
逻辑控制和计数器模块的P1.1脚与电子开关的10脚连接；
逻辑控制和计数器模块的P1.7脚与比较器的2脚连接；
逻辑控制和计数器模块的P6.0脚与USB接口的3脚连接；
逻辑控制和计数器模块的P6.1脚与USB接口的2脚连接；
逻辑控制和计数器模块的4脚为时钟信号端，在逻辑控制和计数器模块的芯片进行计数时钟设置。
USB接口的4脚接地，1脚接＋5V电源。
在本发明中，通过逻辑控制电路实现以下转换过程：先将电子开关接通，待转换的模拟电压Vi（即10dB衰减器输出的传导干扰信号，端口1）输入到积分器；积分器从零开始进行固定时间T的正向积分；时间T到达后，电子开关再接通－5V的基准电压；将－5V的基准电压输入到积分器，进行反向积分，直到输出为0V电压时停止积分。计数器在反向积分时开始计数，所计的数值就是输入模拟电压Vi所对应的数字量。
Claims (3)
1.一种适用于现场电磁兼容检测的电源线传导干扰信号检测电路，所述的电源线传导干扰信号检测电路封装在一个绝缘外罩内，电源插头设置在绝缘外罩的一面板上；该电源线传导干扰信号检测电路包括电源插头、二阶无源高通滤波器、10dB衰减器和模数转换电路；
电源插头插接在与EUT插接的同一电源插座上；用于获取EUT产生的电源线传导信号；
二阶无源高通滤波器用于滤除EUT的电源线上的电源基波信号，实现抑制电源基波信号并让高频传导信号通过；
10dB衰减器用于提供一个射频范围内稳定的50Ω输入阻抗；
模数转换电路用于将EUT的电源线上通过所述二阶无源高通滤波器和所述10dB衰减器后的传导干扰信号转换成数字信号，其特征在于：
所述二阶无源高通滤波器由电容C1和电容C2组成，电容C1和电容C2呈并联结构，电容C1的一端与电源插头的正极相连，电容C1的另一端与电阻R1的一端相连；电容C2的一端与电源插头的负极相连，电容C2的另一端与电阻R3相连，且电容C2的另一端也接地；
所述衰减器由电阻R1、电阻R2和电阻R3构成；电阻R1和电阻R3并联，然后与电阻R1串联；所述电阻R1和电阻R3的电阻值为50Ω，所述电阻R2的电阻值为17Ω；
模数转换电路由型号CD4052芯片的电子开关、型号LM339芯片的积分器、型号LM339芯片的比较器、型号MSP430F4270芯片的逻辑控制和计数器模块组成；
电子开关的1脚与电阻R2的一端连接；
电子开关的9脚与逻辑控制和计数器模块的P1.1脚连接；
电子开关的10脚与逻辑控制和计数器模块的P1.0脚连接；
电子开关的13脚与电阻R4的一端连接；
积分器的5脚与电阻R2的另一端连接；
积分器的5脚与2脚之间连接有电容C3；
积分器的4脚接地；
积分器的2脚与比较器的5脚连接；
比较器的5脚与积分器的2脚连接；
比较器的4脚接地；
比较器的2脚与逻辑控制和计数器模块的P1.7脚连接；
逻辑控制和计数器模块的P1.0脚与电子开关的9脚连接；
逻辑控制和计数器模块的P1.1脚与电子开关的10脚连接；
逻辑控制和计数器模块的P1.7脚与比较器的2脚连接；
逻辑控制和计数器模块的P6.0脚与USB接口的3脚连接；
逻辑控制和计数器模块的P6.1脚与USB接口的2脚连接；
逻辑控制和计数器模块的4脚为时钟信号端，在逻辑控制和计数器模块的芯片进行计数时钟设置；
USB接口的4脚接地，1脚接+5V电源。
2.根据权利要求1所述的适用于现场电磁兼容检测的电源线传导干扰信号检测电路，其特征在于：二阶无源高通滤波器的另一结构由电容C1和电感L1组成，电容C1的一端与电源插头的正极相连，电容C1的另一端与电阻R1的一端相连，电容C1的另一端与电阻R2的一端相连；电感L1一端与电源插头的正极相连，电感L1另一端与电源插头的负极相连，且电感L1另一端也接地。
3.根据权利要求1所述的适用于现场电磁兼容检测的电源线传导干扰信号检测电路，其特征在于：衰减器的另一结构由电阻R1、电阻R2和电阻R3构成；电阻R1和电阻R2串联，然后与电阻R3并联；所述电阻R2和电阻R3的电阻值为100Ω，所述电阻R1的电阻值为70Ω。
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