EMI电信端口传导骚扰测量解析

 

1、前言

 

　　传导骚扰测试(Conducted Emission)，简称CE测试，通常也会被称为传导发射测试或骚扰电压测试等。

　　按照导体的性质，我们通常将传导骚扰分为：电源端传导骚扰、电信端传导骚扰。电源端口，一般使用线性阻抗稳定网络LISN(Line Impedance Stabilization Network)即可完成测量。而电信端口，因电缆类型种类繁多，故需要使用到不同的测量仪器和采用不同的试验(布置)方法。

 

2、电信端口传导骚扰测量有哪些方法

 

　　电信端口传导骚扰测量常用的试验方法有三种：电压法、电流法、电压&电流法。接下来针对三种测试方法分别作介绍。

   

   

   

   

   

2.1 电压法

   

   

　　R 电压法适用于哪些线缆

　　电压法通常适用于非屏蔽平衡线(小于等于4对线)、屏蔽/同轴线。

　　R 测试方法简述

　　在被测端口(电缆)中插入ISN，ISN拾取受试量电缆上的共模骚扰电压，传输至接收机，最终测量电压值与电压限值进行比较，判断是否满足标准法规要求。

　　计算公式如下：

　　V=U+ F

　　式中：

　　V为最终测量共模骚扰电压，单位为dBuV;

　　U为端口测量电压，单位为dBuV;

　　F为ISN分压系数，通常为9.5dB或34dB;

　　R 试验布置

　　1-台式设备40cm，立式设备不大于15cm

　　2-AE距离GRP距离不做硬性规定

图1 电信端口电压法测试布置示意图

　　R 测量仪器如何选择

　　为了保证150欧姆的对地阻抗，不同的线缆类型(线对)，需要选择不同种类的ISN，我们在选购、使用时需要进行区分。

　　对于1对非屏蔽平衡线(如xDSL)可采用图2结构的ISN进行电信端口传导骚扰电压的测量。

图2 用于1对非屏蔽平衡线的ISN

　　对于2对非屏蔽平衡线(如FXS)，可采用图3、图4结构的ISN进行电信端口传导骚扰电压的测量。因耦合阻抗的不同，图3、图4有着不同的分压系数，其中图3结构ISN分压系数为34dB，图4结构ISN分压系数为9.5dB。

　　Ca=33 nF

　　Ra=576Ω

　　Rb=6Ω

　　Rc=44Ω

　　L1=4x7mH

图3 用于2对非屏蔽平衡线的ISN (分压系数=34dB)

　　Ca=33 nF

　　Ra=400Ω

　　L1=4x7mH

图4 用于2对非屏蔽平衡线的ISN (分压系数=9.5dB)

　　对于4对非屏蔽平衡线(如UTP5)，可采用图5、图6结构的ISN进行电信端口传导骚扰电压的测量。因耦合阻抗的不同，图5、图6有着不同的分压系数，其中图5结构ISN分压系数为34dB，图6结构ISN分压系数为9.5dB。

　　Ca=33 nF

　　Ra=1152Ω

　　Rb=6Ω

　　Rc=44Ω

　　L1=8x7mH

图5 用于4对非屏蔽平衡线的ISN (分压系数=34dB)

　　Ca=33 nF

　　Ra=800Ω

　　L1=8x7mH

图6 用于4对非屏蔽平衡线的ISN (分压系数=9.5dB)

　　除了上述结构的ISN之外，可采用图7高LCL结构的ISN进行多对非屏蔽平衡线电信端口的测量，此种类型的ISN可兼顾1对~4对平衡线的测量，也是当今最主流的ISN。

　　C=82 nF

　　Rd=390Ω

图7 用于1对、2对、3对、4对非屏蔽平衡线的ISN (分压系数=9.5dB)

　　对于屏蔽电缆，目前有两种类型的ISN，如图8的同轴电缆ISN，和图9所示的多芯屏蔽电缆ISN。

图8 用于同轴电缆的ISN(分压系数=9.5dB)

　　L1=(n+1)x7mH，n为信号线数目

图9 用于多芯屏蔽电缆的ISN(分压系数=9.5dB)

　　R 测量仪器ISN技术规格要求

　　为了保证测量结果的可重复性，标准对ISN性能有如下要求：

　　a. ISN的分压系数需要满足标准要求，9.5dB或34dB

　　b. 测量频率范围内具有150欧姆共模阻抗

　　c. AE端需要有足够的隔离系数

   

   

   

   

   

2.2 电流法

   

   

　　R 电流法适用于哪些线缆

　　电流法通常适用于屏蔽电缆

　　R 测试方法简述

　　屏蔽层与GRP通过150欧姆电阻连接，连接线长度不大于30cm。靠近AE端使用铁氧体以提供足够大的共模阻抗。在距离连接点10cm处用电流探头进行电流测量，电流探头把磁场转化成相应的电压信号，传输至接收机，测量软件通过电流探头转换系数将接收到的电压转换为电流，即可得到不同频率上干扰电流的幅度值。最终测量值与电流限值比较，判断是否符合标准法规要求。

　　计算公式如下：

　　I=U+ F

　　式中：

　　I为干扰电流，单位为dBuA;

　　U为端口电压，单位为dBuV;

　　F为电流探头转换系数，单位为dB/Ω。

　　R 试验布置

　　1-台式设备40cm，立式设备不大于15cm

　　2-AE距离GRP距离不做硬性规定

图10 电信端口电流法测试布置示意图

　　R 电流探头的技术规格要求

　　a. 要有足够的测量带宽，即-3dB带宽

　　b. 插入阻抗不大于1欧姆

   

   

   

   

   

2.3 电流、电压法

   

   

　　R 适用于哪些线缆

　　电流电压法适用于对于没有合适ISN的非屏蔽平衡线、非屏蔽非平衡线

　　R 测试方法

　　同时使用容性电压探头和电流探头进行电压、电流值的测量。电流测量值与电流限值进行比较，电压测量值减去电流裕量(电流裕量小于6dB)或电压测量值减去6dB(电流裕量大于6dB)，调整后的电压测量值与电压限值进行比较。电流、电压值须同时满足电流和电压限值。

　　R 试验布置

　　1-台式设备40cm，立式设备不大于15cm

　　2-AE距离GRP距离不做硬性规定

图11 电信端口电流电压法测试布置示意图

　　R 测量仪器技术规格要求

　　电流探头

　　a. 要有足够的测量带宽，即-3dB带宽

　　b. 插入阻抗不大于1欧姆

　　容性电压探头

　　a. 与受试电缆之间的电容小于10pF

　　b. 典型分压系数34dB

　　c. 足够的测量口径

　　d. 良好的抗干扰能力

 

3、一幅图归纳电信端口传导骚扰测量方法

 

　　骚扰电压(或电流)限值是在150欧姆共模阻抗基础上定义。因此，统一标准的共模阻抗对测试结果的重现性及其重要。一般来说，如果不使用ISN，那么从EUT向AE端看去共模阻抗是不确定的，但并不是所有的类型的线缆都有合适的ISN使用，因此在没有合适的ISN时，需要使用非侵入法进行试验，即电流、电压法。

 

4、一张图汇总电信端口传导骚扰各种测量方法的优缺点

 

　　不同类型的电缆需要使用不同的试验方法，同种电缆也可能会有多种试验方法进行选择，我们可根据实际线缆类型对试验方法做恰当选择。