CN105301545B - 电磁兼容性测试系统的一种校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电磁兼容性测试系统中的一种校准方法，包括如下步骤：1)根据电磁兼容性测试系统的输入频率确定信号发生器分压电路中的LISN阻抗，以及LISN的输出电压V_L；2)根据电磁兼容性测试中的相关标准以及信号发生器分压电路中信号发生器阻抗和LISN阻抗的分压关系，确定LISN的输入校正因子C_{SG_LISN}；步骤3)根据步骤1)确定的LISN输出电压V_L和步骤2)中计算的输入校正因子C_{SG_LISN}计算信号发生器的标称输出电压V_P。本发明通过提出的LISN因子的概念，能够通过该LISN因子的定义与应用快速准确的确定信号发生器的标称输出电平，从而使LISN的输入端达到预期的目标电平。

Description

电磁兼容性测试系统的一种校准方法

技术领域

本发明涉及电磁兼容测试技术领域，尤其涉及一种电磁兼容性测试系统的校准方法。

背景技术

在战场环境以及武器自身内部电磁环境越来越复杂的情况下，武器装备均对其电磁兼容性提出了要求并且采用试验考核。我国武器装备电磁兼容性测试采用的现行军用标准是GJB151A-97：《军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求》和GJB152A-97：《军用设备和分系统电磁发射和敏感度测量》，这两个标准对我国军用产品的电磁发射(EMI)和电磁敏感度(EMS)测试做了规定。GJB151A-97中规定了传导发射(CE)、辐射发射(RE)、传导敏感度(CS)、辐射敏感度(RS)共19项试验。其中CE102项目的全称是10kHz～10MHz电源线传导发射，目的是测试EUT电源线中的干扰电压，此干扰是在EUT内部产生，通过多种途径耦合至电源线，然后由接收机测量。

CE102测试系统包括硬件和软件，每次测试前需要进行整个系统的校准检查，确保测试结果控制在可接受误差范围之内。GJB152A-97中规定的校准程序是在频率10kHz、100kHz、2MHz和10MHz频率点上各施加一个小于极限值6dB的信号，然后检查数据记录装置指示的电平是否在注入电平的±3dB之内,如图1所示。

按照基准曲线，在10KHz频率点信号发生器需要给A点(电源输出点)提供94-6＝88(dBuv)的电平，此电平经过硬件系统与软件数据处理在数据记录设备里显示为VD。VD需在(88±3)dBuv范围内，才能保证CE102测试系统的测量准确度。

射频信号发生器的标称输出指的是负载为50Ω时的输出，不同的LISN有不同的阻抗特性曲线，其阻抗并不能在全频段满足50欧姆的要求，故信号发生器的标称输出电平(面板上所显示的值)并不是LISN的A点所接收到的值。传统上采用示波器监视的方法来确定信号发生器的标称输出，从而使A点达到相应的电平值。由于LISN阻抗的特殊性，信号发生器很难直观地在其输出端为LISN提供想要的电压，必须通过测试的方法来确定。因此，需要一种技术方案来弥补上述技术方案的不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种电磁兼容性测试系统的校准方法，用以解决现有技术中难以直观地在信号发生器输出端为LISN提供需求电压的问题。

为实现上述目的，本发明的方案包括：

电磁兼容性测试系统中的一种校准方法，包括如下步骤：

步骤1)根据电磁兼容性测试系统的输入频率确定信号发生器分压电路中的LISN阻抗，以及LISN的输出电压V_L；

步骤2)根据电磁兼容性测试中的相关标准以及信号发生器分压电路中信号发生器阻抗和LISN阻抗的分压关系，确定LISN的输入校正因子C_{SG_LISN}，输入校正因子是指射频信号发生器在LISN的校正点提供一目标电压时，信号发生器标称输出电压和此目标电压的比值；

步骤3)根据步骤1)确定的LISN输出电压V_L和步骤2)中计算的输入校正因子C_{SG_LISN}计算信号发生器的标称输出电压V_P：

V_P＝V_L×C_{SG_LISN}。

进一步的，所述步骤2)中电磁兼容性测试的相关标准是现行军用标准是GJB151A-97，根据该标准得到的输入校正因子公式为

优选的，将所述输入校正因子用分贝的方式表示出来，则输入校正因子用下述公式表示：

进而信号发生器的标称输出电压用下述公式表示：

V_P(dBuV)＝V_L(dBuV)+C_{SG_LISN}(dB)。

本发明通过提出的LISN因子的概念，能够通过该LISN因子的定义与应用快速准确的确定信号发生器的标称输出电平，从而使LISN的输入端达到预期的目标电平，改进了传统的示波器测量确定电平的方法，并且保证了校准的准确性。

在对标称输出电压值、信号发生器的总输出电压以及输入校正因子的表示方式上，采用分贝的表示方法，这样可以使得计算过程中数值变小，读写方便，同时因为分贝计算的特性还可以使得运算比较方便，而且通过分贝方式的计算更加符合听感，估算方便。

附图说明

图1是CE102系统校准检查图；

图2是信号发生器分压图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

如图2所示，是本发明中信号发生器的内部电路图，也就是信号发生器分压图。在图2中，Rs和R_L分别为信号发生器和LISN的阻抗，V_S和V_L分别是信号发生器和LISN两端的电压，V表示信号发生器的总输出电压，V_P为信号发生器的标称输出电压。由于要求数据记录装置指示的电平应该在注入电平的±3dB的范围以内，因此结合图2的分压电路图可以得到信号发生器的标称输出电压的计算公式，

现在，引入LISN的输入校正因子的概念，LISN的输入校正因子是指射频信号发生器在图1中LISN的A点提供一个目标电压时，信号发生器标称输出电压和此目标电压的比值，在这里用C_{SG_LISN}表示输入校正因子，则输入校正因子C_{SG_LISN}定义为：

信号发生器的标称输出电压为：

V_P＝V_L×C_{SG_LIS} (3)

为了方便描述，便于计算，在这里采用分贝的方式表示输入校正因子，则输入校正因子的分贝的表示方式为：

进而，输出标称电压、信号发生器的电压也采用分贝的方式表示，则信号发生器的标称输出电压分贝表示方式为：

V_P(dBuV)＝V_L(dBuV)+C_{SG_LISN}(dB) (6)

根据本发明提供的上述计算公式，在电磁兼容实验中，只需要知道LISN的阻抗曲线并且定期检查，就可以根据上述公式快速的由想要的LISN电压值得到信号发生器的标称输出值，不需要借助示波器进行测试来设定。

上述实施例中给出了计算输入校正因子的一种计算公式，该计算公式是根据现行军用标准是GJB151A-97得出的，作为其他实施方式，在适用于其他技术领域或者相应的标准发生变化时，还可以采用其他公式得出输入校正因子。本发明所保护的不局限于得到输入校正因子的公式，而在于引入输入校正因子这一思想。

为了更加清楚的解释说明本发明的技术方案，下面通过一个具体的实施例对本发明的技术方案予以详细说明。

我所电磁兼容实验室每隔2个月进行一次系统校准，LISN阻抗经测量后符合GJB151A标准的要求，在10kHz、100kHz、2MHz和10MHz频率点上分别为5Ω，35Ω，50Ω和50Ω。以CE102系统校准为例，GJB151A标准要求施加一个校准信号到LISN的电源输出端，其频率分别为10kHz、100kHz、2MHz或10MHz，并且其电平低于GJB151A极限值6dB。根据28V用电设备基准曲线的表示可以知道，信号发生器应该在LISN的电源输出端分别输出88dBuV、68dBuV、54dBuV、54dBuV。

利用本发明中的方法，计算出不同频率下的LISN输入校正因子，可快速得到信号发生器的标称输出值，

当频率为10kHz时，R_L为5Ω，R_S为50Ω，则带入公式(5)可以求得此时的输入校正因子为：

标称输出电压值V_P，根据公式(6)可以求得

V_P(dBuV)＝V_L(dBuV)+C_{SG_LISN}(dB)＝88+14.8＝102.8。

同理可以求得频率分别为100kHz、2MHz、10MHz时的标称输出电压值V_P，计算结果见下表1。

表1发生器标称输出计算表

F(Hz)	RL(Ω)	RS(Ω)	CSG_LISN(dB)	VL(uV)	VP(uV)
						10K	5	50	14.8	88	102.8
100K	35	50	1.7	68	69.7
						2M	50	50	0	54	54
10M	50	50	0	54	54

LISN的阻抗曲线一般会定期测量，在每个测量周期内，可以计算出多个频点的LISN输入校正因子形成相应数据并且保存，以便于以后的使用。

以上给出了本发明具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。在本发明给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.电磁兼容性测试系统中的一种校准方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1)根据电磁兼容性测试系统的输入频率确定信号发生器分压电路中的LISN阻抗，以及LISN的输出电压V_L；

步骤2)根据电磁兼容性测试中的相关标准以及信号发生器分压电路中信号发生器阻抗和LISN阻抗的分压关系，确定LISN的输入校正因子C_{SG_LISN}，输入校正因子是指射频信号发生器在LISN的校正点提供一目标电压时，信号发生器标称输出电压和此目标电压的比值；

步骤3)根据步骤1)确定的LISN输出电压V_L和步骤2)中计算的输入校正因子C_{SG_LISN}计算信号发生器的标称输出电压V_P：

V_P＝V_L×C_{SG_LISN}；

所述信号发生器的标称输出电压的计算公式为

其中V为信号发生器的总输出电压；

所述步骤2)中电磁兼容性测试的相关标准是现行军用标准是GJB151A-97，根据该标准得到的输入校正因子公式为

其中R_S和R_L分别为信号发生器和LISN的阻抗。

2.根据权利要求1所述电磁兼容性测试系统中的一种校准方法，其特征在于，将所述输入校正因子用分贝的方式表示出来，则输入校正因子用下述公式表示：

进而信号发生器的标称输出电压用下述公式表示：

V_P(dB_uV)＝V_L(dB_uV)+C_{SG_LISN}(dB)。