GB/T 6113.203-2020 无线电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范 第2-3部分:无线电骚扰和抗扰度测量方法 辐射骚扰测量.pdf

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  • 种情况时称为标准试验场地(CALTS), OATS为无覆盖物的室外场地,其远离建筑物、电力线、篱芭、树木、地下电缆、管道和其他潜在的反射物体, 以使得这些物体的影响可以忽略不计。(ATS的结构参见GB/T6113.104一2016

    加权weighting

    加权因子weightingfactor 相对于参考脉冲重复频率或相对于峰值的加权函数的值。 注:加权因子用分贝(dB)表示。

    上海标准规范范本加权因子weightingfactor 相对于参考脉冲重复频率或相对于峰值的加权函数的值。 注:加权因子用分贝(dB)表示。

    给出各种骚扰的分类和适合测量它们的各种检波

    由于物理和生理心理上的原因,在测量和评定无线电骚扰时,依据骚扰频谱的分布情况、测量接收 机带宽、骚扰持续时间、发生率以及骚扰影响的程度,骚扰可分为以下三类: a)窄带连续骚扰:一种离散频率的骚扰,例如:应用射频能量的工、科、医(ISM)设备所产生的基 波及其谐波,构成其频谱的只是一些单根谱线,这些谱线的间隔大于测量接收机的带宽。以致 在测量中与下述b)相反,只有一根谱线落在带宽内。 b)宽带连续骚扰:通常由诸如带换向器的电机的重复脉冲产生的骚扰。它们的重复频率低于测 量接收机的带宽,以致在测量中不止一根谱线落在带宽内。 c)宽带断续骚扰:由机械的或电子的开关过程产生的骚扰,例如由重复率低于1Hz(喀声率小 于30/min)的温度自动调节器或程序控制器产生的骚扰。 对于一些孤立(单个)脉冲,b)和c)的频谱具有连续频谱的特点,对于重复脉冲,它具有不连续频谱 的特点。两种频谱的特点在于其频率范围宽于

    关于测量设备、测量接收机与测量辅助设备(如天线)的连接方法如下:测量接收机与测量辅助设备 之间应用屏蔽电缆连接,且其特性阻抗应与测量接收机的输人阻抗相匹配。测量辅助设备的输出端应 端接规定的阻抗

    6测量的一般要求和条件

    无线电扰的测量应满足: a)具有可重复性,例如与测量地点、环境条件,尤其是与环境噪声无关。

    b)无相互作用,例如EUT与测量设备之间的连接应既不影响EUT的功能,也不影响测量设备 的准确度。 如按以下条件,可能会满足上述要求: a)在所需测量的电平上要有足够的信噪比,例如在有关骚扰限值的电平点上。 b)对测量装置、EUT的运行条件和终端接法都做出明确规定。

    6.2非EUT产生的骚扰

    涉及环境噪声的测量,信噪比应满足下列要求,若环境噪声超过所要求的电平,则应把它记录在试 验报告中,

    试验场地应能够将EUT的各种发射从环境噪声中区分出来,环境噪声电平比所需测量电平最好 低20dB,但至少要低6dB。对于环境噪声电平比测量电平低6dB的情况,测得的EUT骚扰电平可能 比实际值最多高3.5dB。可以将EUT放人测试场地且不通电测量环境电平,来确定存在环境电平时 的场地适用性。 当按照限值进行符合性评估时,环境噪声电平比限值低不足6dB,只要环境电平和骚扰源发射电 平合成的结果不超过规定的限值,此时EUT被认为满足限值要求。更多关于存在环境噪声下的发射 测量的内容参见附录A。

    6.3.1窄带连续骚扰

    为了评价电平不稳定的宽带连续骚扰,应找出最大的可复现的测量值,见6.5.1

    些特性应给予特殊的考虑,包括过载、线性度、选择性、脉冲响应、扫频速率、信号捕捉、灵敏度、幅度准确 度以及峰值检波、平均值检波和准峰值检波。这些特性的要求参见附录B

    6.4EUT的布置和测量条件

    6.4.1EUT的一般布置

    [6.4. 1.1 概速

    除非产品标准中另有规定,EUT应按如下章节配置。 EUT的安装、布置和运行应与典型应用情况相一致。测试布置尽可能的按照制造商规定或推荐的 安装条件下执行。如果可能,测试布置应是典型的正常安装条件。应将接口电缆、负载或装置与EUT 中的每一种类型的接口端口中至少一个端口相接,应尽可能按设备实际应用中的典型情况端接每一根 电缆。

    如果存在同一类型的多个接口,依据预测试的结果,可能有! 置。一般来说同一类型的端口连接一根电缆或电线就足够了,若EUT仍然满足要求,可增加相同类型 的线缆的数量应受到以下条件的限制:再增加线缆不明显影响骚扰电平的大小,即变化小于2dB。有 关端口的配置和负载的选择理由应在试验报告中注明。 互连电缆应符合具体设备要求中所规定的型号和长度。如果所规定的长度是可变的,则应选用会 产生最大发射的长度。 如果在测试中使用了屏蔽的或者特殊的电缆以满足限值的要求,则应在使用说明书中注明建议使 用这种电缆。 电缆的超长部分应在电缆的中心附近折叠后捆扎起来,折叠长度为0.3m~0.4m,如由于电缆体 积过大或不易弯曲而无法这样做,则应在测试报告中准确地注明对电缆超长部分所作的处理。 在EUT评估结果中,每一种类型使用一个模块的评估结果可适用于同类型多个模块,因为实验表 明,相同模块产生的干扰几乎不会叠加。但是本章规定的2dB条件应满足。 任何一组测试结果都应附有关于电缆和设备方位的完整说明,以便使测试结果可以重现。如果为 了满足限值要求有特定的使用条件,这些条件应有详细记录,例如电缆长度、电缆类型、屏蔽和接地。并 且这些条件应在提供给用户的使用说明中注明。 对于通常带有多个模块(抽屉单元、插卡、底板等)的设备应按典型应用中的模块数目和组合情况进 行试验,若EUT仍然满足要求,则增加的相同类型的电路板或插卡的数量应按以下条件限制:再增加 电路板或插卡不明显影响骚扰电平的大小,即变化小于2dB。选择模块的数量和类型的理由应在实验 报告中注明。 由数个独立单元组成的系统应按最小的、有代表性的配置来组合。试验配置中所包含单元的数量 和组合通常应能代表典型系统所使用的那种配置。选择单元的理由应在试验报告中注明。 在EUT里的每一个被评定的设备中,应确保每种类型的模块有一个处于工作状态,而对于EUT 系统而言,EUT应包括系统配置中可能包含的每种类型的设备各一个。 EUT相对于参考接地平板的位置应与实际使用相符合。因此,落地式设备应放在参考接地平板 上,并与参考接地平板绝缘;台式设备应放在非导电的桌子上。 被设计为墙壁上使用的设备(壁挂式)和吸顶式(悬挂式)应按台式设备进行试验。设备的朝向应与 正常使用情况相一致。 上述类型设备组合在一起的设备也应采用与正常使用情况相一致的布置。被设计成台式和落地式 两用的设备应按台式设备进行试验,除非其典型的安装形式为地面放置,则应采用落地式布置。 对于一端与EUT连接而另一端没有与其他单元或外围设备连接的信号电缆应端接正确的阻抗 该阻抗由产品标准中定义。 与试验区域以外的辅助设备相连的电缆或其他的连接线应垂落到地,然后再走线至它们离开试验 空间的位置。 外围设备应按正常的安装方法进行布置。如果这意味着外围设备也需要安装在试验现场,则应按 照适用于EUT的同样条件(例如,到接地平板的距离;如果是落地式设备,则是绝缘垫的厚度;电缆的 布置等)对其进行布置。

    6.4.1.2台式设备的布置

    台式设备应放置在非金属的桌子上。桌面的大小通常为1.5m×1.0m;但实际尺寸取决于E 为水平尺寸。 受试系统的所有单元(包括EUT以及与EUT相连的外设、外围设备或装置)应按正常使用情

    置。当正常使用情况下没有规定时,试验布置中相邻单元的间隔距离应规定为0.1m。 单元间的电缆应从试验桌的后边沿垂落。如果下垂的电缆与水平接地板的距离小于0.4m,则应 将电缆的超长部分在其中心来回折叠按8字型捆扎成不超过0.4m的线束,以使其在水平参考接地平 板上方至少0.4m。 线缆的摆放应按正常使用情况来布置。 如果电源输入线缆长度小于0.8m(包括插头一体的电源),需要使用延长的线缆确保外部供电单 元能摆放在桌面上。延长线缆应与供电线缆有类似的参数(包括导线数和接地连接特性)。延长线缆应 被当做电源电缆的一部分。 以上布置中,EUT与电源附件之间的线缆应与EUT其他互联电缆的连接方式相同,也放在桌 面上。

    6.4.1.3落地式设备的布置

    EUT应放置在水平参考接地平板上,其放置方向与正常使用情况相一致,其距离参考接地平板的 绝缘距离不得超过15cm。 EUT的电缆应与水平接地参考平板绝缘(绝缘距离不超过15cm)。如果设备需要专用的接地连 接,应提供该接地连接并搭接到水平接地平板上。 单元间(EUT各单元之间或EUT与外围设备之间的)电缆应垂落至水平参考接地平板,但与其保 持绝缘。电缆的超长部分应在其中心被捆扎成不超过0.4m的线束,也可以按蛇形布线。如果单元间 的电缆长度不足以垂落至水平参考接地平板,但离该平板的距离又不足0.4m,那么超长部分应在电缆 中心捆扎成不超过0.4m的线束。该捆扎线束位于水平参考接地平面之上0.4m或电缆入口的顶点或 电缆连接点的高度(如果该人口或连接点距离水平参考接地平面小于0.4m)。 对于带有垂直走线槽的设备,其电缆槽数量应与典型的实际应用相符。对于非导电材料的电缆槽, 设备与垂直电缆之间的最近距离至少0.2m。对于导电结构的电缆槽,电缆槽与设备最近的部分至少 距离0.2m。

    6.4.1.4台式和落地式组合设备的布置

    台式和落地组合设备之间的电缆的超长部分应折叠成不超过0.4m的线束。线束的位置或者位于 水平参考接地平板上方0.4m;或者位于电缆的入口或电缆的连接点处,如果该人口或连接点距离水平 接地参考接地平板的距离小于0.4m。

    6.4.2EUT的工作状态

    EUT的工作条件由制造商根据EUT预期产生最大发射电平的典型应用来确定。试验报告中应 描述选定的工作模式及选定工作条件的理由。 EUT应按设计要求在额定(标称)工作电压范围内和典型的负载条件(机械性能或电性能下运行。 只要有可能,应使用实际负载;如果使用模拟负载,该模拟负载在射频特性和功能方面代表实际负载。 试验程序或其他运行设备的方式应确保系统中各个部分在所有系统骚扰可测量的方式下进行

    6.4.3EUT运行时间

    如果对EUT已规定了额定运行时间,那么其运行时间按规定运行,否则EUT在测试过程中应保 持持续运行。

    6.4.4EUT预运行时间

    如果没有给定预运行时间,在试验之前,EUT应运行足够的时间,以便保证其运行的模式和条件是 10

    寿命期限内的典型状态。对于某些EUT的特定试验条件可能规定在有关的产品标准中。

    EUT应在额定的电源电, 额定电压下重复测量。如果EU 扰的额定电压下进行试验

    6.4.6EUT运行模式

    UT应能在测量频率上产生最大骚扰的实际的条

    6.4.7多功能设备的工作状态

    对于适用于同一产品标准的不同条款,和/或不同标准的多功能设备,应按照其每一个功能单独进 行试验,条件是无需对设备内部进行改变即可实现其功能运行。只要EUT的每一个功能都符合相应 的条款/标准的要求,就应认为该设备符合相应所有的条款/标准要求。 对于各功能不能独立运行的设备,或对于某一特定功能独立运行后将导致设备不能满足其主要功 能的设备:或对于几项功能同时运行时能节约测量时间的设备,如果该设备在运行必要的功能时可满足 有关的条款/标准的规定,则认为它符合要求。

    6.4.8最大发射布局的确定

    应在预测中寻找相对于限值是最高骚扰电平的频率,频率确认时EUT应处于典型的工作模式,电 缆的位置代表典型的安装布置。 通过考察一些有针对性频率的骚扰,以确保找到相对于限值可能是最大骚扰的频率,并确认产生最 大骚扰的可能频率时相关电缆、EUT的布置和工作模式。 预测试中,EUT应按照适合的产品标准布置。

    6.4.9测量结果的记录

    在扰电平超过(L20dB)(L为用对数单位表示的限值电平)的那些骚扰电平中,应记录至少 6个最大的骚扰电平及其所对应的频率。 对于辐射骚扰,应记录每一个骚扰的天线极化和高度

    c)在试验中,如果EUT的骚扰特性从稳定变化到有一些随机特征,那么EUT应按照b)来试验。 d) 测量要在整个频谱上进行,至少在具有最大读数的频点上或者按照有关的标准要求的频点进 行记录。

    对于辐射断续骚扰的测量目前没有要求。

    6.5.3骚扰持续时间的测量

    为了正确测量和确定其是否为断续骚扰,应知道骚扰的持续时间。骚扰的持续时间可以按照以下 方法之一进行测量: 1)将示波器连接到测量接收机的中频输出端口,以在时域内持续观测骚扰电平; 2)不使用扫频(如:零跨度模式)模式,将EMI接收机或频谱仪调谐到骚扰频率点,以在时域内持 续观测骚扰电平; 3)使用基于FFT的测量接收机的时域输出。 确定合适测量时间的导则见8.3。

    无论手动测量,还是自动测量或半自动测 扫频接收机的测量时间和扫频速率应设置在 得最大发射值的状态。特别是当用峰值检波器作预扫时,测量时间和扫频速率应根据EUT的 况作适当调整。第8章提供了如何进行自动测量的导则

    6.6.2最短测量时间

    表14段CISPR频段的最短测量时间T.

    直和准峰值检波器时的3段CISPR频段的最短扫

    根据骚扰类型,可能需要增加扫频时间,尤其对准峰值测量。在特殊情况下,例如观测到的发射电 平不稳定时(见6.5.1),则在某一频点的测量时间T可能增加至15s。但孤立的喀声除外。 附录C给出了使用平均值检波器的扫频时间和测量时间。 大多数产品标准采用准峰值检波进行符合性测量,若没有省时的程序(见第8章),测量十分耗时。 在采用省时的程序之前,应进行预扫。为了确保在自动扫频过程中不遗漏,如间歇信号等的发射,应考 虑6.6.3~6.6.5。

    6.6.3扫频接收机和频谱分析仪的扫频速率

    在整个频率跨度内采用自动扫频时,应满足以下两条之一,以避免遗漏骚扰信号: a)单次扫描:每一频点的测量时间应大于间歇信号的脉冲间隔; b)采用最大值保持进行重复扫描:每一频点的观察时间应足够长,以捕捉间歇信号。 扫频速率受仪器分辨率带宽和视频带宽的限制。如果对给定的仪器状态选择的扫频速率太快,将 会得到错误的测量结果。因此,对确定的频段应选取足够长的扫描时间。间歇信号可以由在每一频点 有足够长观察时间的单次扫描或最大值保持的重复扫描来捕捉。对未知的发射信号,通常采用最大值 保持的重复扫描更有效。只要频谱仪的显示有较大变化,就有可能发现间歇信号。观察时间应根据干 扰信号发生的周期设定。在某些情况下,为避免同步影响,扫描时间有必要改变。 当使用频谱分析仪或EMI扫频接收机测量时,基于给定的仪器设置和峰值检波确定最小扫描时 间,应区分下面的两种情况。若所选视频带宽大于分辨率带宽,用式(1)计算最短扫描时间:

    .6.4步进接收机的扫频

    通常步进式EMI接收机用预定的步长连续调谐在各个频点上。当整个频段范围使用离散步进时, 为了保证仪器准确测量输人信号,需确定每个频点的最小驻留时间。 实际测量时,频率步长大约小于或等于使用的分辨率带宽的50%(取决于分辨滤波器的形状),以 减少因步长带来的对窄带信号的测量不确定度。在这些假设下,步进式接收机的扫频时间可用式(3) 计算:

    6.6.6使用基于FFT仪器时在测量时间方面的考

    基于FFT的测量仪器组合了多频点并行计算和步进扫频。为此,把涉及的频率范围划分成循月日 频的N个频率段。图5给出了三个子频段时的扫频过程。涉及的频率范围的总扫频时间Tn可用 武(4)计算得到:

    Tn=TmXN ......+.+....+....4

    式中: Tm每一段的测量时间; N如一子频段数。 基于FFT的测量仪器还可以提供在给定频率范围内提高频率分辨率的方法。通常,一个基于 FFT的测量仪器会有一个固定的频率步进fepFFT。它是由FFT的频率数量决定的。通过对给定频率 范围的重复计算可以提高频率分辨率。每一次重复计算时,起始频率按步进率fplin增加一次。 因此,在给定频率范围进行第一次计算时,考虑了以下频率

    Jmin f min+ f xep FT , f min +2f xtep FT , f min +3f sep FT ,

    整个给定频率范围的第二次计算时,考虑以下频率: f min+ f xiep final , f min + f step final + f step FFT , f min + f step final +2 fsxtepFFr , f min + f step fial 3 f step FFT ,*** 图6显示了适用于步进比为3时的过程。 扫频时间Tmm计算如式(5):

    子条款或其他文件间的交叉引用。 对有些产品,可能需要测量辐射骚扰的电场、磁场或这两个分量。有些时候,与辐射功率有关的定 量测量则更为合适。通常,要测量骚扰相对于参考接地平面的水平分量和垂直分量。电场或磁场分量 的测量结果一般用峰值、准峰值、平均值或有效值来表示。 骚扰的磁场分量通常只测到30MHz。在磁场测量中,当使用远场天线法时,只测量接收天线位置 上场的水平分量。当使用环形天线(LAS)系统时,则测量EUT的三个正交的磁偶极矩。(注意在单天 线法中,由于反射的作用,在天线位置场的水平分量是由EUT的水平和垂直偶极短决定的.)

    表3CISPR辐射发射试验场地和试验方法的适用频率范围和参考文件

    n/a=不适用;tbd=将要确定或正在考虑中。

    7.2环天线系统(LAS)测量(9kHz~30MHz)

    本章叙述的环天线系统(LAS)适用于在室内测量频率范围为9kHz~30MHz由单个EUT发射 的磁场强度。该磁场强度是根据EUT的扰磁场在LAS中感应到的电流来测量的。LAS应用 GB/T6113.104—2016中描述的方法验证其有效。GB/T6113.104一2016全面描述了LAS,并给出了 用LAS所获得的测量结果和本章叙述的其他方法所获得的结果之间的关系

    7.2.2一般测量方法

    LAS测量的一般原理如图7所示。EUT放置在LAS的中心。由EUT的磁场感应到LAS中三 个大环天线的电流,用与测量接收机(或等效仪器)相连接的大环天线上的电流探头来测量。在测量期 间EUT要保持在固定位置上。 依次测量三个相互正交的磁场分量在三个大环天线内所产生的电流。每次测得的电流都应符合产 品(类)EMC标准中所规定的发射限值 安全阀标准,并用dB(μA)表示。发射限值适用于直径为2m的标准LAS 大环天线。

    的标准大环天线之间至少有20cm的距离。 为了得到最大的电流感应值,应选择最佳的电源线位置。一般,当EUT符合传导发射限值时,这 个位置不是关键的因素。 在大型EUT情况下,LAS的大环天线直径可能要增加到4m,在那种情况下: a)测得的电流值应按照GB/T6113.102一2018中B.6的要求来校正;同时 b)EUT的最大尺寸应使EUT与大环之间的距离至少保持(0.1XD)m,D是非标准大环的 直径。

    7.2.5LAS 的测量不确定度

    开阔试验场或半电波暗测量(30MHz~1GHz)

    E=V,+A+Fa ( 式中: E一被测电场强度,单位为分贝微伏每米[dB(μV/m)]; V,一一被测量最大接收电压,单位为分贝微伏[dB(μV)]; A。一一天线和接收机之间的电缆损耗,单位为分贝(dB)。 自由空间天线系数是天线的一个特性参数。应注意,场强测量应在接地平面上,而不是在自由空间 环境中。 在EMC骚扰测量时,应给出在EUT边缘特定距离处的电场强度。测量距离应为从天线参考点到 EUT边缘的距离(见图8)。若天线参考点与相位中心有差异时,可用修正系数来获得测试距离处的 场强。 注1:关于天线相位中心变化的场强校正结果见GB/T6113.106—2018(2)的7.5.2.2和A.6.2。

    EUT应放在地平面以上规定的高度,并模拟正常运行状态来布置。天线按规定的距离放置。在水 平面内旋转EUT并记下最大的读数。再调节天线高度,使直射波和反射波接近或达到同相叠加。这 些程序性步骤可以变换,也可能需要重复,以便找出最大骚扰。由于一些实际原因,高度变化会受到限 制,因此可能达不到完全同相叠加。

    EUT应在确定辐射骚扰限值的那个规定距离上进行测量,除非因为设备的天小等因素而不能 做。测量距离是EUT最接近于天线的那一点和天线的校准参考点在地面上的投影之间的距离。 天线的参考点在校准报告中没有定义,那么对于对数周期天线,它的校准参考点是位于水平天线杆 心,相应偶极子的长度对应于天线频率范围的中心频率的半波长

    EUT应在确定辐射骚扰限值的那个规定距离上进行测量,除非因为设备的天小等因素而不能这样 做。测量距离是EUT最接近于天线的那一点和天线的校准参考点在地面上的投影之间的距离。如果 天线的参考点在校准报告中没有定义,那么对于对数周期天线,它的校准参考点是位于水平天线杆的中 心,相应偶极子的长度对应于天线频率范围的中心频率的半波长。 注:天线的中心频率定义为:lg(fumre)=(lgfain+lgfmx)/2建筑CAD图纸,fnmn=10ll/emn)。 在大多数的室外场地情况下,优先采用10m距离,因为在这个距离上预计的被测骚扰电平会远高 于允许进行试验的一般环境电平。通常不采用小于3m或大于30m的距离。如果有必要采用规定以 外的测量距离,那么应当采用产品(类)EMC标准中规定的方法来外推测量结果。如果没有给出指南, 则应提供适当的外推理由。一般,外推法并不遵循简单反比距离的定律。 在可能的场合下,应在远场条件下进行测量。远场区可以由下列条件来确定: 测量距离d选择为: a)d≥^/6,在此距离上E/H=Zo=120元三377Q2。即电场强度分量和磁场强度分量是互相正交 的。如果该EUT被认为是一个调谐的偶极子天线,则测量误差约为3dB;或 b)d≥入,作为平面波的条件,如果EUT被认为是一个调谐的偶极子天线,则误差约为0.5dB;或 c)α≥2D?/入,式中,D为EUT的最大尺寸,或为照射EUT所需的最小天线口径(这里D>>^)。

    ....
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