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EMC測(cè)試電源端口騷擾電壓測(cè)量的方法介紹
電磁兼容在EMC測(cè)試中,一個(gè)完整的測(cè)量結(jié)論應(yīng)由測(cè)量的觀測(cè)值和測(cè)量結(jié)果的不確定性組成。根據(jù)其鑒定方法可分為不確定性A,B根據(jù)偏差的不同特點(diǎn),可分為隨機(jī)誤差引起的不確定性和系統(tǒng)誤差引起的不確定性。A類(lèi)不確定性不能簡(jiǎn)單地對(duì)應(yīng)于隨機(jī)誤差引起的不確定性,B類(lèi)不確定性對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)誤差引起的不確定性。A由觀察列統(tǒng)計(jì)分析評(píng)定的不確定性,用實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差S表現(xiàn);B類(lèi)別不同于觀察列統(tǒng)計(jì)分析評(píng)估的不確定性,具有以往觀察數(shù)據(jù)和測(cè)量?jī)x器特性的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)或數(shù)據(jù),以及假設(shè)概率分布可能的標(biāo)準(zhǔn)偏差性能。根據(jù)對(duì)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)項(xiàng)目不確定性的研究,對(duì)提高實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)能力和保證檢測(cè)質(zhì)量具有積極作用。
MC測(cè)試中,導(dǎo)致測(cè)量不確定性的因素很多。在尋找不確定性的來(lái)源時(shí),可以從測(cè)量?jī)x器、測(cè)量環(huán)境、測(cè)量人員、測(cè)量方法、測(cè)量等方面綜合考慮。因此,電源端口騷擾電壓測(cè)量不確定性的來(lái)源包括:系統(tǒng)測(cè)量重復(fù)性、接收器脈沖范圍、脈沖反復(fù)頻率響應(yīng)引起的不確定性、LISN接收分壓指數(shù),接收器,LISN測(cè)量環(huán)境和實(shí)驗(yàn)室布局造成的不確定性與待測(cè)設(shè)備中間阻抗不匹配。
A類(lèi)不確定性的計(jì)算方法是在隨機(jī)誤差的計(jì)算方法中發(fā)展起來(lái)的。它的滲透性是通過(guò)計(jì)算測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)偏差來(lái)表現(xiàn)的。因此,反映隨機(jī)誤差的關(guān)鍵不確定性重量一般采用A類(lèi)識(shí)別方法,一般采用貝塞爾計(jì)算公式。采用非統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行B類(lèi)不確定性的識(shí)別,并根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或相關(guān)技術(shù)信息和數(shù)據(jù)分析待測(cè)量重量的可能值(a,-a)由標(biāo)準(zhǔn)置信水平P和包括因素在內(nèi)的測(cè)量值落到可能范圍內(nèi)的概率分布k,可能是標(biāo)準(zhǔn)偏差u(xi)=ak,k與分布的關(guān)系見(jiàn)表1.


03
數(shù)學(xué)建模和不確定性鑒定
在許多情況下,被測(cè)量Y(輸出量)不能直接測(cè)量,而是N個(gè)重量X1,X2,…,XN根據(jù)函數(shù)關(guān)系f,當(dāng)Xi當(dāng)具有一定的概率分布時(shí),該符號(hào)的含義是隨機(jī)變量10。如果測(cè)量Y的預(yù)測(cè)值為y,輸入量Xi的預(yù)測(cè)值為xi,則有y=f(X1,X2,…,XN),Y生成規(guī)范的不確定性如下:
式中:U(xi)為輸入量xi規(guī)范的不確定性。
Y擴(kuò)展的不確定性如下:U(Y)=kUc(Y),k包括因素。

根據(jù)電源端口傳輸騷擾不確定性的來(lái)源,可測(cè)量V按下式計(jì)算:

01
系統(tǒng)測(cè)量重復(fù)性
系統(tǒng)測(cè)量重復(fù)性引起的不確定性Vr根據(jù)A類(lèi)鑒定方法確定隨機(jī)誤差引起的不確定性,采用均值試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差s(x-)來(lái)表現(xiàn)。
在頻率為0.25MHz實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)測(cè)試如表2所示,對(duì)電源端子N線(xiàn)的騷擾電壓進(jìn)行6次單獨(dú)測(cè)量。

則算平均值x為:

02
脈沖幅度
脈沖幅度引起的不確定性δVpa,根據(jù)儀器操作指南,接收機(jī)正弦波電壓測(cè)量偏差δ11《1.5dB,修正值δVpa預(yù)測(cè)值為0,半總寬為1.5dB方形遍布。
03
脈沖重復(fù)頻率響
脈沖反復(fù)頻率響應(yīng)引起的不確定性δVpr,接收機(jī)脈沖電壓測(cè)量偏差CISPR16-1規(guī)范,修正值δVpr預(yù)測(cè)值為0,半總寬為1.5dB方形遍布。
04
人力電源網(wǎng)絡(luò)分壓指數(shù)
人力資源網(wǎng)絡(luò)(LISN)電壓分壓指數(shù)Lamn可通過(guò)儀器校準(zhǔn)報(bào)告獲得,半總寬為0.5dB正態(tài)分布。
05
阻抗不匹配
接收機(jī)和LISN中間阻抗不匹配引起的不確定性δM修正值為:

式中:Γr為接收器的反射系數(shù);為Γe接待測(cè)物時(shí)從LISN端口反射系數(shù);S為接收機(jī)與LISN兩端口網(wǎng)絡(luò)的S參數(shù)。
具體時(shí)要測(cè)量δM這是不可能的,但可以確定其最高值不會(huì)超過(guò)規(guī)定值δM±:

06
測(cè)量環(huán)境
測(cè)量環(huán)境引起的不確定性δC,包括環(huán)境溫濕度和環(huán)境噪聲電平的影響,但實(shí)驗(yàn)室的工作氛圍一般符合規(guī)定的要求,對(duì)測(cè)量結(jié)論基本無(wú)害,可以忽略不計(jì)。
07
測(cè)量布局
實(shí)驗(yàn)室測(cè)量布局造成的不確定性δS,標(biāo)準(zhǔn)要求實(shí)驗(yàn)在待測(cè)物最典型的運(yùn)行狀態(tài)引起較大騷擾時(shí)進(jìn)行測(cè)量。因此,在測(cè)試過(guò)程中,不能考慮待測(cè)物在典型運(yùn)行狀態(tài)下穩(wěn)定工作的因素。

04
測(cè)量結(jié)論描述
電源端口傳輸騷擾不確定性源VrA類(lèi)鑒定方法的應(yīng)用是明確的,B類(lèi)鑒定方法的其他因素是明確的,它們的起源是無(wú)關(guān)的。一般來(lái)說(shuō),第三節(jié)描述的生成規(guī)范不確定性公式可以測(cè)量生成不確定性:

一個(gè)完整的測(cè)量結(jié)論應(yīng)包括兩個(gè)基本量,一個(gè)是測(cè)量的優(yōu)秀預(yù)測(cè)值,通常是數(shù)據(jù)測(cè)量的算術(shù)平均值;另一個(gè)是描述測(cè)量結(jié)論的滲透性,即測(cè)量的不確定性。因此,在0.25MHz電源端子騷擾電壓值VN=59.37dBμV,其擴(kuò)展不確定性為U=2.76dB,包括因素k=2,置信水平p=95%.


依據(jù)CNAS根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求,實(shí)驗(yàn)室電源端子騷擾電壓檢測(cè)為4dB,經(jīng)分析,實(shí)驗(yàn)室的測(cè)量不確定性符合規(guī)定,測(cè)量結(jié)論穩(wěn)定性高。未考慮接收器噪聲底部、測(cè)量布局等因素的不確定性,需要進(jìn)一步EMC測(cè)試分析。