传导抗扰度测试：RadiMation四种电流注入方法应对低频段射频场模拟挑战

一、介绍

传导抗扰度测试是对电缆中射频电流的模拟，这些电流是由工作在较低频段的发射机的射频场引起的。在低于30 MHz的频率下，很难在电波暗室中产生射频场。这是由于测试信号的波长在较低频率（l [m]=300/f[MHz]）下变得越来越长，因此发射天线变得非常长（30 MHz时±5米）或效率极低。大多数电波暗室的尺寸不允许天线大于5米（labda/2）。

另一方面，当使用较小的天线时，产生场所需的功率变得非常高。对于3米EUT、天线间隔为30 MHz的情况，需要大约500 W的发射功率。对于低于30 MHz的频率，所需功率迅速增加到几千瓦。在传导抗扰度测试期间，射频电流被注入到被测设备的布线中。不同的EMC标准使用不同的方法来控制注入电流。

RadiMation®测试软件支持四种不同的电流注入方法。

二、测试方法

（一）替代法

在根据替代法的电流注入测试期间，将恒定电压施加到注入钳。相关测试标准有：

1.EN61000-4-6

对于符合EN61000-4-6的测试，使用CDN（耦合设备网络）或特性阻抗为150 Ω的注入钳。在进行实际测试之前，需要对测试装置进行校准。电流钳的校准方法请参见“校准”一章。在校准过程中，会生成一个校准文件，其中包含每个测试频率的驱动电平。校准文件中记录的值是钳位器的正向功率电平，这是向150 Ω参考线注入恒定电流所必需的。例如，如果必须注入10 Vrms的测试电平，则在150 Ω参考线中注入33 mA的电流(10 Vrms/(150 Ω+150 Ω))。

校准测试设置后，可以使用校准文件执行测试。

测试期间注入EUT（被测设备）电缆的电流将由电缆的阻抗和注入钳的150 Ω决定。最坏的情况是，注入电流将是校准期间注入电流的两倍。

2.95/54/EEG

汽车和军事应用的测试通常被称为大电流注入（BCI）测试。对于根据95/54/EEG进行的测试，使用大电流注入钳。在进行实际测试之前，需要对测试装置进行校准。

大电流注入装置在校准过程中，会生成一个校准文件，其中包含每个测试频率的驱动电平。校准文件中记录的值是钳位器的正向功率电平，这是向100 Ω校准夹具注入恒定电流所必需的。

校准测试设置后，可以使用校准文件执行测试。

（二）闭环法（实时调平）

在根据“闭环”方法进行传导抗扰度测试期间，测试期间的注入电流实时调平至所需值。对于“当前调平”测试，不需要校准文件。一些EMC标准（例如汽车标准）描述了当前的电平测试方法。

一些EMC标准规定使用选择性功率计，例如频谱分析仪。选择性功率计仅测量注入电流的基频，而宽带功率计则测量基频及其所有谐波。另一方面，宽带功率计比频谱分析仪的幅度精度要准确得多。RadiMation只需选择相应的功率计设备驱动程序即可支持频谱分析仪和功率计的使用。

（三）固定功率法（开环法）

固定功率法在各种EMC测试中非常有用。在电流注入测试期间，可以使用此方法来实现放大器能够生成的最大注入电流。尽管这在整个频率范围内不会是恒定电流，但它在工程工作中很有用。

固定功率法可以通过三种不同的方式进行：

1）固定信号发生器输出电平。使用固定发生器输出电平进行的测试不考虑电缆损耗和放大器频率响应。这些测试期间不需要功率计，因此测试速度高于固定前向和固定发射功率测试。

2）固定正向功率电平。使用固定正向功率电平进行的测试确实会考虑电缆损耗和放大器频率响应。这些测试期间需要一台功率计。该测试方法没有考虑放大器和电流探头之间的VSWR不匹配（即：仅电流探头的正向功率和传输阻抗不足以计算实际注入电流）。

3）固定净率电平进行的测试会考虑电缆损耗、放大器频率响应和VSWR失配。这些测试期间需要两台功率计，一台用于测量正向功率，另一台用于测量反射功率。正向功率和反射功率之差就是净功率。

（四）最低性能法

RadiMation®软件包还支持特定方法来确定被测设备的最低性能水平。该方法与前述方法的不同之处在于，该方法不生成固定的指定注入电流，而是根据被测设备的敏感性生成变化的注入电流。

该方法在很大程度上依赖于EUT监控，来确定被测设备在哪个级别受到影响。在测试开始之前，必须配置相关的A/D通道。按下配置屏幕上的输入按钮即可执行此操作。

测试从（低）注入水平开始，然后电流以指定的增量增加，直到出现两种情况之一。电流受到放大器保护的限制，否则被测设备将受到影响而超出指定的限制。然后，场强按照指定的步长减小，软件将更改为下一个频率点。该测试将生成一个图表，显示被测设备不受电流注入影响的程度。

（五）校准方法

RadiMation®支持三种不同的功率校准方式。在校准配置过程中，应选择所需的方法。在测试过程中，当选择校准文件时，RadiMation®将自动选择校准过程中使用的方法。

1.信号发生器电平校准

当使用信号发生器电平校准时，校准期间仅记录信号发生器电平。在测试期间，将重新建立校准期间记录的信号功率。该方法没有考虑放大器的不稳定性或波动。在这种校准方法中，不需要前向和反射功率计。此方法不如前向功率和净功率校准准确，因此不建议用于完全合规性测试。由于不使用功率计，因此该方法是执行测试最快的方法。

2.正向功率校准

在正向功率校准期间，记录正向功率。测试期间，正向功率保持与校准期间相同。使用此方法时，放大器漂移不会对测试产生影响，因为重新建立了与校准期间相同的放大器输出功率。

3.净功率校准

在净功率校准期间，记录前向和反射功率。前向功率和反射功率之间的差值是净功率。当净功率校准后，则在测试过程中，净功率将保持与校准时相同。该方法的优点是，当大型金属EUT放置在天线前面时，发射功率也会调整为与校准期间相同。在这种情况下，一些RF能量可能会反射回天线，从而导致更差的驻波比。如果在这种情况下使用正向功率校准或信号发生器电平校准，则不会补偿该影响。校准净功率时，净功率与校准期间保持相同。当进行净功率校准时，该校准文件还可以用于执行信号发生器替代测试或正向功率替代测试。在正向功率校准期间，记录校准期间的信号发生器电平、正向功率电平和场强。

审核编辑 黄宇