CN106018976A - 一种v型线性阻抗稳定网络隔离度确定方法 - Google Patents

一种v型线性阻抗稳定网络隔离度确定方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种V型线性阻抗稳定网络隔离度确定方法，属于电磁兼容传导发射测试技术领域。按照本发明方法可以通过计算分析V型线性阻抗稳定网络的隔离度，对于已知元器件参数的LISN，可以通过该方法预测判断该LISN的隔离度性能是否满足工作需要，本发明方法对于计量校验V型线性阻抗稳定网络的隔离度指标具有借鉴作用，对于设计和研制生产性能更符合需求的新型LISN具有指导意义。

Description

一种V型线性阻抗稳定网络隔离度确定方法
技术领域
本发明涉及一种V型线性阻抗稳定网络隔离度确定方法，可以计算分析V型线性阻抗稳定网络的隔离度，属于电磁兼容传导发射测试技术领域。
背景技术
电磁兼容性传导发射试验中，由于被试品所连接的不同类型，不同位置的电源阻抗变化范围大，导致被试品的负载端阻抗变化剧烈，直接影响被试品电源线传导发射的测试结果。为了使不同场地测得的电源线传导发射试验结果具有可比性，在电磁兼容性传导发射试验标准中引入了线性阻抗稳定网络(以下简称LISN，Line Impedancestabilization network)。LISN又被称为人工电源网络(AMN，Artificial mainsnetwork)，是传导发射试验中最重要的测试设备之一。
LISN的本质是耦合/去耦电路，其在传导发射试验中主要有如下三个作用：(1)在工作频段内向被试品电源输入端提供一个稳定阻抗；(2)将被试品电源输入端的干扰电压耦合到电磁发射测试设备上；(3)将被试品电源输入端的干扰电压与供电电源端的干扰信号隔离开，防止供电电源端干扰信号耦合到测试设备中造成设备损坏，同时，防止被试品电源输入端的干扰信号耦合到供电电源中影响其他用电设备。
复杂电子设备在正式交付使用前，大都要进行强制电磁兼容性试验检测，并达到试验标准规定的要求。根据LISN的功能和在电磁兼容性试验中的作用，其电路结构中，从外部电源输入端口到接收机耦合端口的隔离度是其最重要的技术指标之一。在具有资质的第三方检测单位计量LISN时，隔离度也是需要计量的一个基本指标，一般来说，对于性能良好的LISN，要求在设备全工作频段内，隔离度大于30dB。
目前，实验室中使用的LISN基本电路结构都参考自国际无线电干扰特别委员会(CISPR)颁布的有关电磁兼容性试验设备的标准CISPR-16-1-2中关于LISN的分类和规定。根据电路结构的不同，LISN分为V型结构和Δ型结构，本发明针对V型电路结构的LISN隔离度进行计算分析并试验验证。
现有标准规定的LISN在工作时，特性阻抗随频率变化较大，影响测试结果精度。
发明内容
本发明技术解决问题：为了改善现有标准规定LISN存在的问题，得到理想参数性能的LISN电路，本发明提出了一种V型线性阻抗稳定网络隔离度计算方法，指导V型LISN的设计，简化LISN电路的试验测试步骤，提高测试精度。
本发明技术解决方案如下：
步骤一：对V型LISN按其功能和指标进行电路原理分析；
分析V型电路结构LISN的元器件功能，分析电路中元器件的作用和功能，根据分析结果确定LISN隔离度的计算方法。
步骤二：根据分析计算结果给出V型LISN隔离度的计算公式；
LISN的隔离度是指LISN的电源输入端到接收机接收端的隔离程度。为了计算LISN的隔离度，需要对LISN电路进行校准状态连接。当LISN接入电源阻抗和负载阻抗时，按照LISN电源输入端接阻抗为50欧姆的信号源，电源输出端接阻抗为50欧姆的匹配负载，接收机耦合端口接阻抗为50欧姆匹配负载进行理论分析计算。
将V型LISN电路的负载阻抗RL未通过LISN(线性阻抗稳定网络)电路，直接连接信号源AC，此时RL上的电压V1为：
V1＝0.5V0；
将RL通过LISN电路连接到信号源AC时，RL上的电压V2为：
V 2 = | X 1 X 1 + 1 jωC 1 | · | X 2 X 2 + j ω L | · | X 3 X 3 + R 0 | · V 0 ,
其中，
则LISN的隔离度I计算公式为：
I ( d B ) = 20 lg ( V 1 V 2 )
其中，其中，R0是信号源的内阻抗，V0是信号源端发出的电压，ω是电压信号的角频率，RL是指V型LISN电路的负载阻抗，R1,R2,R3和L，C1，C2分别为V型LISN电路中的电阻，电感和电容，V1是RL直接连到信号源后的电压，V2是负载RL通过LISN电路连接到信号源后的阻抗，I是算出的V型LISN的隔离度；
步骤三：根据步骤二中给出的计算公式，利用LISN电路元器件参数算出隔离度取值；
按照步骤二中给出的公式，将实际需要分析的V型LISN电路元器件参数代入公式中，计算出该LISN在全工作频段的隔离度取值。
步骤四：对实际进行计算分析的V型LISN进行隔离度实测，验证分析计算的正确性和可靠性。
利用矢量网络分析仪或者接收机和信号源等测试设备对经过计算分析的V型LISN进行隔离度测试，并将试验结果与LISN的隔离度计算结果作比对，验证本发明分析方法的正确性和可靠性。
本发明与现有技术相比的优点在于：本发明一种V型线性阻抗稳定网络隔离度确定方法，并通过试验验证了本发明的正确性和可靠性。本发明通过计算分析V型线性阻抗稳定网络的隔离度，对于说明书中已知元器件参数的LISN，可以通过该方法预测判断该LISN的隔离度性能是否满足工作需要，对于计量校验V型线性阻抗稳定网络的隔离度指标具有借鉴作用，对于设计和研制生产性能更符合需求的新型LISN具有指导意义。现有的V型LISN在设计阶段主要利用试验来验证所设计的LISN隔离度指标，试验验证耗费成本较高，硬件条件要求较高。本发明给出的方法从理论上指导V型LISN的设计，节约了成本，简化了测试步骤提高了效率，并且提高了测试的精度。
附图说明
图1是V型LISN的电路原理图；
图2是计算V型LISN隔离度的电路原理图；
图3是验证V型LISN隔离度的试验布置图；
图4是验证V型LISN隔离度计算和实测对比曲线图；
图5是本发明的方法和验证过程流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
本发明提供一种V型线性阻抗稳定网络隔离度确定方法，按照本发明计算分析V型线性阻抗稳定网络的隔离度，并通过试验验证该分析方法的正确性和可靠性，如图5所示，具体包括如下步骤：
步骤一：对V型LISN按其功能和指标进行电路原理分析；
根据国际无线电管理委员会对电磁兼容试验用LISN电路的规定，LISN电路分为V型和Δ型两种结构。首先对V型LISN电路，按其在试验中实现的信号隔离功能进行原理分析。具体分析方法是根据戴维南-基尔霍夫电路理论，分析电路中哪部分元器件实现信号隔离功能，这些元器件的参数是多少，为后续步骤提出V型LISN电路计算公式提供参数条件；
步骤二：根据分析计算结果给出V型LISN隔离度的计算公式；
LISN的隔离度是指LISN中外部电源输入端到其接收机接收端的隔离程度。利用步骤一对V型LISN电路的分析结果，提出实现LISN信号隔离功能的计算公式：
V型LISN电路原理分析如图1所示，根据步骤一中分析的结果，LISN的隔离度计算方法和计算公式为：
如图2所示，当匹配负载RL未通过LISN，直接连接信号源AC时，RL上的电压V1为：
V1＝0.5V0；
当匹配负载RL通过LISN连接到信号源AC时，RL上的电压V2为：
V 2 = | X 1 X 1 + 1 jωC 1 | · | X 2 X 2 + j ω L | · | X 3 X 3 + R 0 | · V 0 ,
其中，
LISN的隔离度I计算公式为：
I ( d B ) = 20 lg ( V 1 V 2 )
其中，RL是指V型LISN电路的负载阻抗，R1,R2,R3和L，C1，C2分别为V型LISN电路中的电阻，电感和电容。V1是负载RL直接连到信号源后的电压，V2是负载RL通过LISN连接到信号源后的阻抗。
步骤三：根据步骤二中给出的计算公式，利用LISN电路元器件参数算出隔离度取值；
按照步骤二中给出的公式，将实际需要分析的V型LISN电路元器件参数，包括电路中的电阻，电感，电容等代入公式中，计算出V型LISN在其工作频率上的隔离度取值。
步骤四：对实际进行计算分析的V型LISN进行隔离度实测，验证分析计算的正确性和可靠性。
利用矢量网络分析仪对经过计算分析的V型LISN进行隔离度测试，并将试验结果与LISN的隔离度计算结果作比对，验证本发明分析方法的正确性和可靠性。试验前，直连矢量网络分析仪，校准测试系统，记录试验频点系统误差。试验中，用50欧姆标准矢量网络分析仪的输出端接入LISN电源输入端，用矢量网络分析仪输入端接入耦合端口标准LISN和新型LISN在试验时，使用完全相同的已校准线缆和连接器。试验数据结果根据已校准的结果补偿，验证步骤三种计算结果的正确性和可靠性，测试布置如图3所示。
图4是实际试验结果与计算结果的比对曲线图。从图中可以看出，实线代表的实测结果曲线与虚线代表的计算结果曲线在较低的频段内趋势吻合良好。在较高的频段，由于测试结果到达了试验设备的噪声区域，因此高频部分测试结果曲线吻合趋势变差。除去测试设备影响，可以认为本发明给出的一种V型线性阻抗稳定网络的隔离度计算方法具有较高的可行性和可靠性。

Claims (1)

1.一种V型线性阻抗稳定网络隔离度确定方法，其特征在于实现为：
步骤一，将V型LISN电路的负载阻抗RL未通过LISN(线性阻抗稳定网络)电路，直接连接信号源AC，此时RL上的电压V1为：
V1＝0.5V0；
将RL通过LISN电路连接到信号源AC时，RL上的电压V2为：
V 2 = | X 1 X 1 + 1 jωC 1 | · | X 2 X 2 + j ω L | · | X 3 X 3 + R 0 | · V 0 ,
其中，
则LISN的隔离度I计算公式为：
I ( d B ) = 20 lg ( V 1 V 2 )
其中，R0是信号源的内阻抗，V0是信号源端发出的电压，ω是电压信号的角频率，RL是指V型LISN电路的负载阻抗，R1,R2,R3和L，C1，C2分别为V型LISN电路中的电阻，电感和电容，V1是RL直接连到信号源后的电压，V2是负载RL通过LISN电路连接到信号源后的阻抗,I是算出的V型LISN的隔离度；
步骤二：将实际需要分析的V型LISN电路元器件参数，元器件参数包括电路中的电阻，电感，电容代入步骤一中给出的LISN的隔离度I计算中，计算出V型LISN电路在其工作频率上的隔离度取值。
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