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1、北京电子学会可靠性与质量管理委员会、北京电子电器协会电磁兼容分会2009年论文集发展中的传导发射测量方法－介绍一种双电流探头测试法北京理工大学区健昌摘要:简要介绍目前国军标中采用的传导发射测量方法及其历史的演变过程。为了适应科技发展的需要,分离传导发射中的共模和差模分量成为当前传导发射测量中的热点问题。本文在简要介绍各种共差模分离方案的基础上,着重介绍一种有发展前途的双电流探头测试法。关键词:传导发射测量;共模和差模分量;双电流探头测试法。1.传导干扰测试规范的演变和目前存在的问题对于待测设备(EUT)所产生的EMI(电磁干扰)噪声，国际上
2、通常采用检测其反馈至电源的EMI电流或电压值来评定该设备是否符合规范要求。这个检测就是传导干扰测试。或称电源线传导发射测量。电源线传导发射测量方法在国际上经历了漫长的历史演变过程。但也可以简单地归纳为,由电流卡钳改变为LISN测量EMI电压的历史演变过程。见图1(a)(b)。(a)电流卡钳法(b)LISN测量法图1以前和目前的传导干扰规范测试方法众所周知，供给待测设备的电网电源是随时不断调整的，换句话说，电网的供电电压及其电网阻抗都随时不断变化。要提高EMI测量精度,惟有提高测试环境。所以,从电流卡钳改用LISN测量EMI电压的原因，就是要
3、提高EMI的测量精度。电源阻抗稳定网络(LISN)的发明，解决了电网电源和待测设备之间的隔离问题、不仅如此,还在测试的频域内创造了一个50Ω稳定阻抗的测试环境,而这个50Ω10阻抗正是测试仪器的阻抗。换句话说，创造了一个匹配的测试环境，当然也就大大提高EMI的测量精度。但既便如此，也只能测试待测设备的EMI总量。随着科技日新月异的发展，对电磁兼容（EMC）的要求不断提高，如何在LISN的基础上，分别测量共模和差模分量的问题已经成为电磁兼容性设计中的技术要求特别是对于EMI滤波器的设计,因此,成为当前国际上的热点问题。2.共模和差模分量分离网
4、络的研发历史关于这方面的论文逐年递增，但可简单地归纳为二种方法:分离网络法和双电流探头法。(1)分离网络法分离网络法是国外过去20年来的研究重点，因此有各种各样的分离网络法，分离网络法的理论依据和计算方法可用图2分别表示:图2分离网络法的理论依据和计算方法可见,将LISN的“上”输出端干扰电流和“下”输出端干扰电流相加,便可获得共模干扰电流；如将LISN的“上”输出端干扰电流和“下”输出端干扰电流相减,便可获得2倍的差模干扰电流。具有代表性的分离网络法有:1)(美)Paul1988年提出的分离网络10该分离网络是靠图右的机械开关转换来选择共
5、模或差模的输出模式,实际上,会造成分离网络的不平衡性,在高频时这种不平衡性,会逐步失去共模或差模的识别功能。2)(新加坡)See1999年提出的分离网络取消了转换机械开关,采用两个相连的宽带射频变压器、其副方绕组有中心抽头，图中所示,该中心抽头的输出端输给EMI接收机。3)(法)Mardiguaian1999年提出的分离网络网络简单地采用一个宽带射频变压器完成共模和差模的分离。见图54)(美)Guo1996年提出的功率变换器方案10(a)2倍共模(b)2倍差模图6Guo分离网络它与以上各方案不同之处是,不采用射频变压器处理共模或差模分量,而
6、是采用00和1800功率变换器来处理共模或差模分量,00变换器将A、B两路噪声并联即进行相加获得2倍的共模分量；1800功率变换器将A、B两路噪声并联即进行相减获得2倍的差模分量。但00和1800功率变换器的价格昂贵。所谓功率变换器和差模测试时,采用的00－1800分相器是同样原理的,见图7。图7国际规范的差模插入损耗测量方法它和以上采用的射频变压器所构成的分离网络一样,不是受到在高频运用时的分布参数影响而频域受到限制外;就是由于制造工艺的复杂、困难,而价格昂贵,难以推广应用。特别是目前要求测试的频域越来越宽(越高)的情况下。所以,目前市场
7、上,成熟的分离网络产品尚鲜为人知。以上各种方法,也缺少有关测试精度和可应用的频域介绍。(2)双电流探头法双电流探头法是2004年(新加坡)KyeYakSee,JunhongDeng作为测量待测设备的输入阻抗提出来的，但电流双探头法在测试待测设备的输入阻抗的同时,也解决了共模和差模电压的分别测量问题。1)测量原理:由注入探头、接收探头和耦合电容器构成的测量高频电路，如图8所示。10图8双电流探头测试原理设为端待测阻抗、C为耦合电容器，RC和LC为耦合电容器C的等效串联电阻(ESR)和串联电感(ESL)。通过注入探头将信号源的连续波信号耦合到测
8、试电路,并通过接收探头将耦合电路待测电流的幅值传输给频谱分析仪,若将信号源输出电平调整到合适的电平,从注入探头耦入的每一频率信号都能被接收探头传输给频谱分析仪,并被检测到。信号源
