您當前的位置：檢測資訊 > 法規標準
嘉峪檢測網 2024-10-08 19:46
Q1：在GJB151B的4.2.1中，對線-地之間的濾波電容的容量做了規定，為什么要有這個規定？
答：這個規定僅對海軍艦船上的設備適用。
對于50Hz供電的設備，線-地之間電容不能大于0.1m，對于400Hz供電的設備，不能大于0.02m。這是因為艦船上有很多靈敏度很高的低頻接收機，這些接收機很容易受到低頻干擾的影響。一種干擾的來源是艦船殼體上的電流，這些電流周圍會產生磁場，這些磁場對于敏感電路是一種干擾。
常規的市電供電變壓器，出于安全的考慮，會有一個接地點。如圖1所示。只要用電設備的導電外殼接地，即使相線與設備外殼絕緣損壞，外殼也不會帶電。如果絕緣太低，就會觸發過流保險機構。
怎么解決？
艦船上的供電系統是浮地的。浮地的好處是，即使象線與外殼絕緣降低，觸摸外殼時，也不會形成傷害電流。電源雖然浮地，但是電源與艦體結構之間存在雜散電容。如果用電設備的電源線之間有濾波電容，就構成了一個完整的電流回路（共模電流回路）。當這些電流流過敏感設備的外殼時，就會在敏感設備內部形成低頻磁場，對電路造成干擾，如圖2所示。
這些共模電流既包括設備工作使用的工作電流，也包括高次諧波電流。為了減少這些共模電流，從兩個方面采取措施。一個是規定艦船上的設備要滿足CE101傳導發射的限制要求。CE101實際上主要針對交流用電設備產生的高次諧波電流。另一個措施，對電源線-地之間的電容量進行限制。
當容量較小時，只有較高頻率（大于100kHz）的電流才能夠通過電容，進入艦體結構。這些較高頻率的電流流過敏感設備的外殼時，由于趨膚效應，穿透到內部的部分很少，因此不會形成的嚴重的干擾問題。
艦船上安裝的電子設備由于限制了電源線的共模電容容量，為了滿足CE102的要求，可能需要電感量更大的電感器件。在設計濾波器時，要考慮這個因素。
另外，盡量在開關電源內部采取措施，減小共模傳導發射。
Q2：在GJB151B的4.3.9.6中，要求將EUT的最大幅射面，或最敏感的面對著接收天線或輻射天線，怎樣決定那個面輻射最大，或最敏感呢？
答：這個要求實現起來比較困難。嚴格的講，對每個面進行試驗，確定出輻射最強或者最敏感的面，最可靠。如果這樣，會大大增加試驗的工作量。以輻射發射試驗為例，需要對五個面均做一次輻射發射測試，然后用包含最強輻射頻率的那個面的數據。
就算我們愿意付出幾倍的試驗工作量的代價，在實際應用中也是會有問題的。例如，A面的f1頻率輻射最強，而B面的F1-fn等若干個頻率都比較強，在實際應用中，可能B面輻射造成的不良影響更大。而我們試驗的結果并不能反應這個問題。
大部分場合，人們不愿意付出幾倍試驗量的代價去確定每個面的輻射或敏感度，而希望通過目視確定一個試驗面。這時，一個比較可行的方法是，根據電磁兼容工程經驗，推斷輻射比較嚴重的一個面。當然，推斷的結果與當事人的電磁兼容經驗有很大關系。在標準中，并沒有規定由誰來決定這個測試面，是產品的設計師，還是試驗室的試驗員。
如果由試驗員來確定，他必須知道一些產品結構相關的情況。而一些細節的情況只有設計人員才知道。例如，設備的顯示窗口往往是一個主要的泄漏源。但是，如果在這個窗口上安裝了一塊屏蔽玻璃，可能顯示窗口就不是問題了。但是，如果這塊屏蔽玻璃的安裝方式不正確，例如，屏蔽玻璃的導電層沒有與機箱基體之間良好搭接，這個窗口就仍然可能是一個主要泄漏源，應該將設備的正面作為測試面。
即使由設計人員來確定試驗面，也不一定準確。以上面的情況為例。如果設計人員不知道屏蔽玻璃的導電層必須與機箱的金屬基體低阻抗搭接，他就會以安裝了屏蔽玻璃為理由，不將顯示窗口作為試驗面。
再例如，機箱的某個面上有較多的縫隙。這些縫隙，如果用導電襯墊做了良好的搭接，則不是泄漏部位，這個面不一定要定為測試面。而如果沒有導電連接，例如接觸面是絕緣的，則是嚴重的泄漏部位，應該將這個面作為測試面。
Q3：在GJB151B的4.3.9.8中，要求試驗時所有的電氣接口連接到實際設備上，或模擬裝置上。在現實中這很困難，不用說實際設備，模擬裝置也很難找到。應該怎么辦？
答：這條要求雖然合理，但是在現實中，99.9%的場合都滿足不了。
幾乎所有的設備在做試驗時，都不在電氣接口上連接其它設備。但是，不連接這些設備，試驗結果就不能反應在真實的應用狀態下的電磁兼容特性，這就失去了對設備進行電磁兼容試驗的意義。
對設備進行電磁兼容試驗時不在電氣接口上連接設備，也是導致在設備連接入系統后，出現各種電磁兼容問題的主要原因。因此，一些系統集成方，例如車載系統集成，要求在系統完成后，再對系統進行電磁兼容試驗。但是這時再暴露問題，整改就十分困難。
為了使設備的電磁兼容試驗結果盡量接近實際應用的情況，首先要理解電氣接口為什么對于試驗結果的影響很大？對于軍用設備，大多是金屬外殼，因此電磁干擾進出受試設備的主要途徑是通過電氣接口上連接的線纜。如果不連接這些線纜，相當于關閉了電磁干擾進出設備的大門，無論RE還是RS都會好很多。而在實際應用的狀態下，線纜連接上，相當于打開了大門，RE和RS都可能出現問題。
怎么解決？
了解上面的原理，就可以采取相應的解決辦法：在試驗時，在電氣接口上連接上實際應用時的線纜，由于沒有設備可以連接，可以把線纜的另一端空著。
這時相當于電磁干擾進出設備的大門依然打開，只是打開的程度稍小。因此這種狀態下，試驗結果會比連接設備的狀態稍好，即RE的幅度會低一些，RS的敏感閾值高一些。
從線纜的天線效應上講，當線纜的另一端沒有連接設備時，意味著線纜另一端對地之間的雜散電容小了，由此導致線纜上的共模電流減小，輻射也就減小了；根據天線的互易性，接收到的電磁波能量也小了。但是這種效應只體現在較低頻率，較高頻率時，線纜自身的雜散電容已經足夠為共模電流提供通路。因此，即使不連接設備，試驗結果在較高的頻率也接近實際情況。
為了獲得盡量接近實際情況的試驗結果，所連接的線纜的狀態應該盡量接近實際應用時的線纜的狀態，這包括線纜的種類、屏蔽與否、芯線雙絞與否、線纜的長度、連接器的型號、連接器與線纜屏蔽層的連接方式等。
如果實際應用時的線纜較長，不容易試驗，可以使用較短的線纜，例如2米長。當線纜的長度比實際長度短時，低頻的試驗結果差別更大一些。所謂低頻，是指波長大于線纜長度的4倍的頻率。
如果線纜是屏蔽線纜，可以在另一端用銅箔膠帶等屏蔽材料將芯線屏蔽起來。
由于線纜是對系統電磁兼容性影響最大的因素，因此在進行系統集成時，線纜的選用和安裝十分重要。為了給系統集成方提供必要的信息，應該將設備試驗時所連接的線纜的狀態表述在試驗報告中。例如試驗時，使用了何種線纜，屏蔽層是怎樣與航插連接的等信息。
Q4：在GJB151B的4.3.10.4中，要求安裝的敏感度監測電路不會影響測試結果，哪些電路會影響測試結果？
答：主要是一些連接到電路監測點的導線會影響試驗結果。這些導線相當于電磁波的接收天線，會接收空間電磁場干擾，將干擾能量以電流的形式傳導進入電路，對電路造成額外的干擾。
例如，進行RS103輻射敏感度試驗時，為了監測電路上某點的電壓，引出了一對導線，連接電壓表或示波器，這對導線會接收空間的電磁波能量。一方面會將干擾導入內部電路，造成內部電路敏感；另一方面，會傳導進入電壓表，在電壓表上體現這種干擾。這時就可能遇到以下難題：
第一，監測到的異常電壓，究竟是電路異常導致的，還是這對導線接收到的，并在電壓表上體現出來的呢？
第二，如果是電路異常導致的，那么是由于設備受到了干擾導致的，還是由于這對導線引入了額外的干擾導致的呢？
第三，這種異常電壓，是真正電壓表讀到的數據，還是電壓表自身受到了干擾出現的誤差呢？
除了上述的引入額外敏感性問題以外，還有一種情況，就是用示波器監測波形，示波器探頭的電容起到濾波的作用，無形中提高電路的抗擾性。在很多故障診斷的過程中，發現一旦想使用示波器仔細觀察干擾信號的波形，故障現象就消失了。就是因為示波器的探頭起到了濾波的作用。當然，對于有經驗的工程師，可以利用這個現象來排除故障，也就是在接入示波器探頭的部位連接一個濾波電容。
實際上，在做RS103、105試驗時，甚至CS114、115、116等試驗時，觀測設備的敏感狀態是一個十分棘手的問題。大家可能奇怪，既然監測電路主要受到空間干擾的影響，為什么CS114、115、116試驗等也會影響到監測電路呢？這是因為這些試驗的過程中，同樣會在空間產生干擾電磁場。
一個工程師在排查一個設備的敏感性問題時，旁邊一個項目在做CS116試驗，結果只要一做試驗，他這里的電路就出現敏感現象。這是因為旁邊的CS116試驗產生了空間干擾，干擾了他的電路。
因此，盡量采用設備內部自有的監測功能進行敏感性的監測。如果必須采用外接的設備繼續監測，需要慎重前面提到的增加額外干擾現象和增加EUT抗擾能力等問題。
Q5：為什么做CE101試驗時，在不同的試驗室，試驗結果差別很大？
答：這是一種比較常見的現象。要了解這個情況的原因，首先需要了解CE101試驗的方法。這個試驗是用一個電流鉗卡在電源線上，測量流過電源線的電流。既然是電流，它的大小由電壓和阻抗決定。注意，這里用阻抗，而不是電阻，因為我們分析的是交流電流，而不是直流電流。
具體到CE101的測量結果，如果把設備內產生干擾的電路看成電壓源，那么產生的電流發射與供電電源的阻抗有關，供電電源的阻抗越高，發射電流越??；供電電源的阻抗越低，發射電流越大。不同的試驗室，為EUT提供工作電壓的電源阻抗差別很大，因此CE101試驗的結果差別很大。
那么
供電電源的阻抗由什么決定呢？
主要包括三個部分：
1、供電電源自身的阻抗，例如直流電源的品牌、型號、功率等，交流電源變壓器的容量；如果交流變壓器不僅為暗室供電，還為其它用電器供電，則阻抗還與其它用電器的狀態有關；
2、暗室上的電源線濾波器的品牌、型號等；不同暗室的電源線濾波器，在電路結構、電路參數上的差異性很大，這意味著濾波器的阻抗差別很大；
3、連接電源的線路阻抗，線路越長，阻抗越高。
由于以上的原因，不同試驗室，電源阻抗差別很大，因此CE101試驗的結果差別很大。
問：有人可能會有疑惑：EUT是通過LISN供電的，LISN的作用不就是提供穩定的電源阻抗嗎？
實際上，LISN只有在較高的頻率（至少10kHz）才能提供穩定的阻抗，正如它的名稱“線路阻抗穩定網絡”所代表的那樣。對于CE101試驗的頻段，它不能提供穩定的阻抗，供電電源的阻抗還是由暗室的電源阻抗決定。
答：在現實中，還有一種情況導致試驗結果差別很大，這就是暗室的電源線濾波器與設備電源線濾波器之間發生諧振的情況。我們知道，濾波器內有大量的電容和電感，這些電容和電感組合起來，必然有諧振現象。諧振就會對電壓、電流產生放大作用。
例如，某設備通過400Hz三相電源供電。為了通過CE101試驗，在輸入端安裝了諧波濾波器。該設備在試驗室A進行試驗，完全可以通過。但是在試驗室B試驗時，17次、19次諧波超標。并且發現，有濾波器時的17、19次諧波傳導發射比沒有濾波器時的傳導發射還強。
這是由于試驗室B的電源線濾波器的電感和電容參數，與EUT中的濾波器中的電容、電感發生諧振。諧振頻率正好與17次、19次諧波頻率重合。
來源：Internet
