CN111880135A - 传导骚扰能力验证样品和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种传导骚扰能力验证样品和方法，所述样品包括：电源、第一电压控制电路、梳状信号发生电路、分压及阻抗匹配电路、耦合隔离输出电路，所述第一电压控制电路用于对所述电源输出的电压进行控制，生成高精度、高稳定度的电压提供给所述梳状信号发生电路；所述梳状信号发生电路用于产生一系列频率离散、幅值稳定的梳状信号；所述分压及阻抗匹配电路用于对所述梳状信号发生电路输出的梳状信号的幅值进行调整，产生规定阻抗的梳状信号；所述耦合隔离输出电路用于隔离外部电压，并将所述分压及阻抗匹配电路输出的梳状信号通过耦合至外部接口。本发明能够大大缩短传导骚扰能力验证的实施时间和成本。
Description
技术领域
本发明属于电磁兼容检测技术领域，尤其涉及一种传导骚扰能力验证样品和方法。
背景技术
传导骚扰(也称为传导发射)是测量电子产品通过导线向外传导电磁骚扰的电磁兼容项目，广泛应用于军用设备、信息技术设备、音视频设备、通信设备、汽车电子、家用电器以及工业、科学和医疗等产品电磁兼容检测。影响传导骚扰测量准确度的因素较多，如测量接收机、人工电源网络/人工网络/线路阻抗稳定网络、衰减器、试验场地、线缆布置、环境和人员操作等，不同实验室此项目的测试一致性可能存在较大偏差，因此开展传导骚扰/发射能力验证十分必要。
目前针对此项目的能力验证样品大多采购国外的标准信号源，信号源无法模拟实际样品的布置、供电等，且受制于只有单一样品，在实验室间只能依靠依次传递的方式进行。图1为现有技术的传导骚扰能力验证方法使用单一样品的样品传递方式示意图。如图1所示，单一样品1从实施机构出发在实验室1～n之间依次传递，最后回到实施机构。这种样品传递方式实施时间长，成本高，存在传递过程中样品损坏将导致项目中断等风险。
发明内容
本发明的目的是提供一种传导骚扰能力验证样品和方法，能够大大缩短传导骚扰能力验证的实施时间和成本。
为了实现上述目的，本发明实施例提供一种传导骚扰能力验证样品，所述样品包括：电源、第一电压控制电路、梳状信号发生电路、分压及阻抗匹配电路、耦合隔离输出电路，所述第一电压控制电路用于对所述电源输出的电压进行控制，生成高精度、高稳定度的电压提供给所述梳状信号发生电路；所述梳状信号发生电路用于产生一系列频率离散、幅值稳定的梳状信号；所述分压及阻抗匹配电路用于对所述梳状信号发生电路输出的梳状信号的幅值进行调整，产生规定阻抗的梳状信号；所述耦合隔离输出电路用于隔离外部电压，并将所述分压及阻抗匹配电路输出的梳状信号通过耦合至外部接口。
优选地，所述样品还包括：第二电压控制电路和定位电路，所述第二电压控制电路用于对所述电源输出的电压进行控制，生成高精度、高稳定度的电压提供给所述定位电路，所述定位电路提供定位功能，用于记录所述样品的位置信息。
优选地，所述一系列频率离散、幅值稳定的梳状信号为8种基波频率的梳状信号，所述规定阻抗为50欧。
本发明实施例还提供一种传导骚扰能力验证方法，使用多个上述的传导骚扰能力验证样品，所述方法包括：将多个所述样品并行分发给多个参加验证的实验室；接收各参加实验室返回的测试结果和样品；根据各参加实验室的测试结果判定各参加实验室的传导骚扰能力。
优选地，所述根据各参加实验室的测试结果判定各参加实验室的传导骚扰能力包括：计算参加实验室的测试结果的稳健平均值作为指定值，以1.7dB作为能力评定标准差；在每个测试频率点，以Z＝(x-X)/σ计算各个频率点的Z值，其中x为该频率点的参加实验室的测试结果，X为该频率点的指定值，σ为该频率点的能力评定标准差；对于所有频率点，若|Z|≤2，则判定参加实验室为满意；2＜|Z|＜3，则判定参加实验室为可疑；|Z|≥3，则判定参加实验室为离群。
优选地，在所述将多个所述样品并行分发给多个参加验证的实验室之后、所述接收各参加实验室返回的测试结果和样品之前，还包括：利用样品的定位电路的定位功能记录分发给参加实验室的样品的位置信息，排查其是否传递至其他实验室，如果传递至其他实验室则视为无效。
优选地，所述将多个所述样品并行分发给多个参加验证的实验室包括：各实验室同时并行分发，每个实验室传递一个样品；或者将参加实验室分为多组，每组传递一个样品，各组同时并行分发，组内进行传递。
优选地，使不同组的实验室的测试频率不同或对应的样品产生的梳状信号的幅值不同。
优选地，在所述将多个所述样品并行分发给多个参加验证的实验室之前还包括：随机抽取要分发的样品进行均匀性检验，如果每个频率点处均满足Ss≤0.3σ则判断样品均匀，其中，
MS1为抽取样品间均方，MS2为抽取样品内均方，n为抽取样品的重复测量次数，σ取值1.7dB。
优选地，在所述根据各参加实验室的测试结果判定各参加实验室的传导骚扰能力之后还包括：随机抽取判定结果为离群、可疑或离验证实施机构较远的参加实验室的样品进行稳定性检测，如果满足
则判定样品稳定，其中，
为均匀性检验的总平均值，
为稳定性检验随机抽取样品的测量平均值，σ取值1.7dB。
本发明实施例的传导骚扰能力验证样品和方法能够大大缩短传导骚扰能力验证的实施时间和成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：
图1为现有技术的传导骚扰能力验证方法使用单一样品的样品传递方式示意图。
图2为本发明实施例的传导骚扰能力验证样品的结构框图。
图3为本发明实施例的传导骚扰能力验证样品的电源端传导骚扰测试结果示例图。
图4为本发明实施例的传导骚扰能力验证方法使用多样品的样品传递方式示意图。
图5为本发明实施例的传导骚扰能力验证方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种传导骚扰能力验证样品和使用多个该样品的传导骚扰能力验证方法，可应用于电磁兼容领域传导类测试项目，包括通过人工网络或阻抗稳定网络或人工电源网络测量骚扰电压；也包括使用电流探头测量骚扰电流或使用电压探头测量骚扰电压；包括电源端子或电源线的传导骚扰/发射测试，也包括对电信端口或信号线的传导骚扰/发射测试。
上述的电磁兼容领域传导类测试项目对应的标准包括但不限于：GJB 151B-2013《军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求与测量》，GB/T 18655-2010/2018《车辆、船和内燃机无线电骚扰特性用于保护车载接收机的限值和测量方法》，GB/T 9254-2008《信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法》，GB/T 13837-2012《声音和电视广播接收机及有关设备无线电骚扰特性限值和测量方法》，YY 0505-2012《医用电气设备第1-2部分：安全通用要求并列标准：电磁兼容要求和试验》；GB/T 22450.1-2008《900/1800MHz TDMA数字蜂窝移动通信系统电磁兼容性限值和测量方法第1部分：移动台及其辅助设备》；GB 4824-2013《工业、科学和医疗(工SM)射频设备骚扰特性限值和测量方法》；GB 4343.1-2009/2018《家用电器、电动工具和类似器具的电磁兼容要求第1部分：发射》。
图2为本发明实施例的传导骚扰能力验证样品的结构框图。如图2所示，本发明实施例的传导骚扰能力验证样品包括电源1、第一电压控制电路2、梳状信号发生电路3、分压及阻抗匹配电路4、耦合隔离输出电路5。
电源1用于为样品供电，供电方式第一优选为内部电池供电，通过DC充电接口和充电电路给内部电池充电，从而给样品供电；供电方式第二优选为通过电源/电信/信号端口供电，实现形式为将AC电压整流滤波、降压，或直接将DC电压滤波降压，通过稳压芯片使其产生高精度稳定电压给样品供电。
第一电压控制电路2用于对电源1输出的电压进行控制，通过滤波和稳压生成高精度、高稳定度的供电电压提供给梳状信号发生电路3，保证其产生幅值稳定的梳状信号。梳状信号发生电路3用于产生一系列频率离散、幅值稳定的骚扰信号，离散的频率覆盖上述标准规定的电磁兼容领域传导类测试项目的测量频率。优选地，梳状信号发生电路3通过拨码开关可控制产生8种基波频率的梳状信号。梳状信号发生电路3的第一优选实现形式为梯形波发生电路，可替代实现形式为方波或三角波发生电路。
分压及阻抗匹配电路4对梳状信号发生电路3输出的梳状信号进行电压处理，具体地，对梳状信号的幅值进行调整，产生规定阻抗、电压大小适中的梳状信号。所述规定阻抗优选为50欧，能够保证样品和测量接收机以及人工电源网络等测量设备，传输线达到阻抗匹配。并且，样品产生的信号幅值稳定，大小适中，既不会过大对测量接收机造成饱和甚至损坏，又不会过小造成信号被接收机背景噪声淹没。
分压及阻抗匹配电路4输出的梳状信号通过耦合隔离输出电路5耦合至外部接口，包括样品电源端/电信端/信号模拟接口。耦合隔离输出电路5能够隔离外部的高压不对样品内部电路造成损坏，并且将样品产生的信号尽量低损耗地传输至测量设备。耦合隔离输出电路5的第一优选的实现形式为通过变压器的形式感性耦合；第二优选实现形式为电容直接耦合。从而样品能够模拟真实样品的实际供电。
优选地，本发明实施例的传导骚扰能力验证样品还包括第二电压控制电路6和定位电路7。第二电压控制电路6用于对电源1输出的电压进行控制，通过滤波和稳压生成高精度、高稳定度的电压提供给定位电路7。定位电路7提供样品定位功能，记录样品的位置信息，其实现形式可以为内置定位电路，位置信息存储在样品内部。
如上所述，本发明实施例提供一种稳定均匀、可批量生产的传导骚扰能力验证样品，样品幅值稳定，频谱典型，能够高度模拟实际样品的供电。本发明实施例的样品除了用于传导骚扰能力验证外，还可用于内部质量控制、期间核查、测量审核、测试方法研究等。
本发明实施例的样品与现有样品相比，具有如下优点：
1)电路结构简单，易于实现，无需展频电路、信号激励电路、功率放大电路、模拟辐射体等；
2)可通过拨码开关控制梳状信号发生电路产生8种基波频率的梳状信号，无需外加展频支路及支路切换开关、二极管等电路；
3)不仅用于电源电路，还可用于电信端口和信号线的传导骚扰/发射测试；
4)可大批量生产，样品之间测试结果差异非常小。
图3为本发明实施例的传导骚扰能力验证样品的电源端传导骚扰测试结果示例图。在图3中，横坐标为频率，纵坐标为幅值。从图中可以看出，样品能够产生一系列频率离散、幅值稳定的骚扰信号。离散的频率在横坐标轴上覆盖整个测量范围，大小适中的幅值清晰可见，既不过高导致测量接收机饱和，也不过低被测试本底淹没。
在制造加工本发明实施例的传导骚扰能力验证样品时，其制造加工要点为：样品选用优质的元器件和材料，相同元器件均为同一供应商和同一型号，经过严格筛选，确保高精度，高可靠性。样品生产在同一生产线、同一批次生产。具体地，本发明实施例的样品可按照如下步骤制造加工：
步骤1，选用优质的元器件和材料。各种元器件选择同一供应商、同一型号、同一批次。
步骤2，筛选。为确保元器件和材料高精度，使用电阻测量仪、电感测量仪、电容测量仪等对元件进行筛选，剔除偏差较大的元件。
步骤3，批量生产加工。制作《生产加工说明》，详细规定加工的流程及生产指南，确保样品生产在同一生产线进行，最好为同一批工人次连续加工。
步骤4，功能检查，老化试验。对加工后的样品试用示波器进行功能检查，功能正常的样品进行72小时老化试验。
步骤5，老化合格的产品进行包装接收。
本发明实施例的样品完成制造加工后，可按照如下步骤进行样品的均匀性、稳定性检验：
步骤1，对制备的每个样品使用传导测试系统进行筛选测试。在每个离散频率点处，按照
的公式进行筛选，剔除不符合的样品。式中，xi为第i个样品在某频率点的测量值，
为所有样品在该频率点的测量平均值。σ可按相关标准取值1.7dB，即：
步骤2，从筛选后的样品中随机抽取至少10套样品，按随机顺序进行均匀性检测，每套样品重复测试2次，如果每个频率点处均满足Ss≤0.3σ则样品均匀。其中，
式中MS1为样品间均方，MS2为样品内均方，n为样品重复测量次数。
步骤3，能力验证初测结束后，优先抽取离群、可疑和离实施机构较远实验室的样品，样品数量至少3套，按随机顺序进行稳定性检测，每套样品重复测试2次。按照
判定是否稳定，其中，
为均匀性检验的总平均值，
为稳定性检验时，对随机抽取样品的测量平均值，σ取值1.7dB。
步骤4，如果样品稳定性满足要求，均匀性不满足要求，可替代的方法为使用修正系数，使所有样品经过系数修正后所测结果均为一致。
本发明实施例的传导骚扰能力验证样品如上所述制造加工并进行了均匀性、稳定性检验，可大批量生产并具有高度的一致性，进一步，本发明实施例还提供一种使用多个该样品实施传导骚扰能力验证的方法。
现有使用单一样品的传导骚扰能力验证方法如图1所示，单一样品在实验室间依靠依次传递的方式进行，实施时间长，成本高，并且存在传递过程中样品损坏将导致项目中断等风险。图4为本发明实施例的传导骚扰能力验证方法的样品传递方式示意图。图4中使用样品1～n在实验室1～n间并行分发进行传导骚扰/发射能力验证，克服了现有技术的上述缺点，能够大大缩短实施时间和成本，损坏后有备用样品可以立即替换，从而帮助实验室随时随地发现问题，解决问题。
基于此，本发明实施例提供一种传导骚扰能力验证方法，所述方法使用多样品并行分发，进行传导骚扰/发射能力验证，多样品指两个及两个以上样品，具体以参加能力验证的实验室数量而定；可替代的方法为使用多样品传递，但并非所有实验室同时分发，而是将实验室分为多组，每组传递一个样品，各组同时并行分发，组内进行传递。所述方法的测量参数例如为骚扰电压/骚扰电流，测试项目和依据标准可按电磁兼容领域传导类测试项目对应的标准中的项目和标准。
图5为本发明实施例的传导骚扰能力验证方法的流程图。如图5所示，本发明实施例的传导骚扰能力验证方法包括步骤S1-S3。
在步骤S1中，将多个本发明实施例的样品并行分发给多个参加验证的实验室。在该步骤中，可以对参加实验室进行编号，对样品进行编号，通过EXCEL等方式将参加实验室和样品进行关联。然后将样品进行并行分发，并发送样品状态确认表、作业指导书和结果反馈表等。所述并行分发既可以是各实验室同时并行分发，每个实验室传递一个样品，也可以是将实验室分为多组，每组传递一个样品，各组同时并行分发，组内进行传递。
在步骤S2中，接收各参加实验室返回的测试结果和样品。在该步骤中，可以要求实验室收到样品3个工作日后立即反馈测试结果并寄回样品，无故延期视为无效。
在步骤S3中，根据各参加实验室的测试结果判定各参加实验室的传导骚扰能力。该步骤优选地包括以下步骤：
计算参加实验室的测试结果的稳健平均值作为指定值，以1.7dB作为能力评定标准差；
在每个测试频率点，以Z＝(x-X)/σ计算各个频率点的Z值，其中x为该频率点的参加实验室的测试结果，X为该频率点的指定值，σ为该频率点的能力评定标准差；
对于所有频率点，若|Z|≤2，则判定参加实验室为满意；2＜|Z|＜3，则判定参加实验室为可疑；|Z|≥3，则判定参加实验室为离群。
本发明实施例的传导骚扰能力验证方法还可以包括防串通步骤，防串通步骤可以通过分组实现，也可以通过定位实现。具体地，在进行实验室分组时，可以将同一地方的实验室分至不同组，尽量做到交叉分组，并且使不同组的实验室的测试频率不同或对应的样品产生的梳状信号的幅值不同。
另外，优选地，在上述步骤S1与步骤S2之间，利用样品的定位电路的定位功能记录分发给参加实验室的样品的位置信息，排查其是否传递至其他实验室，对样品传递至其他实验室的参加试验室，验证结果做无效处理。即，记录样品在实验室接收到寄出期间的位置信息，排查其是否传递至其他实验室进行测试。对异常传递的试验室，结果做无效处理。
优选地，本发明实施例的传导骚扰能力验证方法在步骤S1之前进行样品的均匀性检验，在步骤S3之后进行样品的稳定性检验。样品的均匀性、稳定性检验可参照前述对于本发明实施例的样品的均匀性、稳定性检验，此处不再赘述。
综上所述，本发明实施例一方面提供一种均匀性稳定性满足要求，可批量生产的传导骚扰能力验证样品，样品幅值稳定，频谱典型，能够高度模拟实际样品的供电。基于该样品的可大批量生产及高度的一致性，本发明实施例另一方面提供一种使用多个样品实施传导骚扰能力验证的方法，大大缩短实施时间和成本，损坏后有备用样品可以立即替换，能够帮助实验室随时随地发现问题，解决问题，具有较大的市场需求和经济效益。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。
Claims (10)
1.一种传导骚扰能力验证样品，其特征在于，所述样品包括：
电源、第一电压控制电路、梳状信号发生电路、分压及阻抗匹配电路、耦合隔离输出电路，所述第一电压控制电路用于对所述电源输出的电压进行控制，生成高精度、高稳定度的电压提供给所述梳状信号发生电路；所述梳状信号发生电路用于产生一系列频率离散、幅值稳定的梳状信号；所述分压及阻抗匹配电路用于对所述梳状信号发生电路输出的梳状信号的幅值进行调整，产生规定阻抗的梳状信号；所述耦合隔离输出电路用于隔离外部电压，并将所述分压及阻抗匹配电路输出的梳状信号通过耦合至外部接口。
2.根据权利要求1所述的传导骚扰能力验证样品，其特征在于，所述样品还包括：第二电压控制电路和定位电路，所述第二电压控制电路用于对所述电源输出的电压进行控制，生成高精度、高稳定度的电压提供给所述定位电路，所述定位电路提供定位功能，用于记录所述样品的位置信息。
3.根据权利要求1或2所述的传导骚扰能力验证样品，其特征在于，所述一系列频率离散、幅值稳定的梳状信号为8种基波频率的梳状信号，所述规定阻抗为50欧。
4.一种传导骚扰能力验证方法，其特征在于，使用多个根据权利要求1-3中任一项所述的传导骚扰能力验证样品，所述方法包括：
将多个所述样品并行分发给多个参加验证的实验室；
接收各参加实验室返回的测试结果和样品；
根据各参加实验室的测试结果判定各参加实验室的传导骚扰能力。
5.根据权利要求4所述的传导骚扰能力验证方法，其特征在于，所述根据各参加实验室的测试结果判定各参加实验室的传导骚扰能力包括：
计算参加实验室的测试结果的稳健平均值作为指定值，以1.7dB作为能力评定标准差；
在每个测试频率点，以Z＝(x-X)/σ计算各个频率点的Z值，其中x为该频率点的参加实验室的测试结果，X为该频率点的指定值，σ为该频率点的能力评定标准差；
对于所有频率点，若|Z|≤2，则判定参加实验室为满意；2＜|Z|＜3，则判定参加实验室为可疑；|Z|≥3，则判定参加实验室为离群。
6.根据权利要求4或5所述的传导骚扰能力验证方法，其特征在于，在所述将多个所述样品并行分发给多个参加验证的实验室之后、所述接收各参加实验室返回的测试结果和样品之前，还包括：利用样品的定位电路的定位功能记录分发给参加实验室的样品的位置信息，排查其是否传递至其他实验室，如果传递至其他实验室则视为无效。
7.根据权利要求4-6中任一项所述的传导骚扰能力验证方法，其特征在于，所述将多个所述样品并行分发给多个参加验证的实验室包括：各实验室同时并行分发，每个实验室传递一个样品；或者将参加实验室分为多组，每组传递一个样品，各组同时并行分发，组内进行传递。
8.根据权利要求7所述的传导骚扰能力验证方法，其特征在于，使不同组的实验室的测试频率不同或对应的样品产生的梳状信号的幅值不同。
9.根据权利要求4-8中任一项所述的传导骚扰能力验证方法，其特征在于，在所述将多个所述样品并行分发给多个参加验证的实验室之前还包括：随机抽取要分发的样品进行均匀性检验，如果每个频率点处均满足Ss≤0.3σ则判断样品均匀，其中，
MS1为抽取样品间均方，MS2为抽取样品内均方，n为抽取样品的重复测量次数，σ取值1.7dB。
10.根据权利要求9所述的传导骚扰能力验证方法，其特征在于，在所述根据各参加实验室的测试结果判定各参加实验室的传导骚扰能力之后还包括：随机抽取判定结果为离群、可疑或离验证实施机构较远的参加实验室的样品进行稳定性检测，如果满足
则判定样品稳定，其中，
为均匀性检验的总平均值，
为稳定性检验随机抽取样品的测量平均值，σ取值1.7dB。
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