EMC測試電源端口騷擾電壓測量的方法介紹

電磁兼容在EMC測試中，一個完整的測量結論應由測量的觀測值和測量結果的不確定性組成。根據其鑒定方法可分為不確定性A，B根據偏差的不同特點，可分為隨機誤差引起的不確定性和系統誤差引起的不確定性。A類不確定性不能簡單地對應于隨機誤差引起的不確定性，B類不確定性對應于系統誤差引起的不確定性。A由觀察列統計分析評定的不確定性，用實驗標準偏差S表現；B類別不同于觀察列統計分析評估的不確定性，具有以往觀察數據和測量儀器特性的應用經驗或數據，以及假設概率分布可能的標準偏差性能。根據對實驗室檢測項目不確定性的研究，對提高實驗室檢測能力和保證檢測質量具有積極作用。

1.電源端口騷擾電壓測量

電源端口騷擾電壓測量由路線阻抗穩定（LISN）和EMI測試接收機構成，其中LISN標準的50歐姆阻抗在給出頻率范圍內測量騷擾電壓，并使受試設備（EUT）與電源相互保護。測量平面圖如圖1所示。

2.不確定性的起源

EMC測試中，導致測量不確定性的因素很多。在尋找不確定性的來源時，可以從測量儀器、測量環境、測量人員、測量方法、測量等方面綜合考慮。因此，電源端口騷擾電壓測量不確定性的來源包括：系統測量重復性、接收器脈沖范圍、脈沖反復頻率響應引起的不確定性、LISN接收分壓指數，接收器，LISN測量環境和實驗室布局造成的不確定性與待測設備中間阻抗不匹配。

A類不確定性的計算方法是在隨機誤差的計算方法中發展起來的。它的滲透性是通過計算測試標準偏差來表現的。因此，反映隨機誤差的關鍵不確定性重量一般采用A類識別方法，一般采用貝塞爾計算公式。采用非統計方法進行B類不確定性的識別，并根據經驗或相關技術信息和數據分析待測量重量的可能值（a，-a）由標準置信水平P和包括因素在內的測量值落到可能范圍內的概率分布k，可能是標準偏差u（xi）=ak，k與分布的關系見表1.

3.數學建模和不確定性鑒定

在許多情況下，被測量Y(輸出量)不能直接測量，而是N個重量X1，X2，…，XN根據函數關系f，當Xi當具有一定的概率分布時，該符號的含義是隨機變量10。如果測量Y的預測值為y，輸入量Xi的預測值為xi，則有y=f（X1，X2，…，XN），Y生成規范的不確定性如下：

式中：U（xi）為輸入量xi規范的不確定性。

Y擴展的不確定性如下：U（Y）=kUc（Y），k包括因素。

根據電源端口傳輸騷擾不確定性的來源，可測量V按下式計算：

3.1系統測量重復性

系統測量重復性引起的不確定性Vr根據A類鑒定方法確定隨機誤差引起的不確定性，采用均值試驗標準偏差s（x-）來表現。

在頻率為0.25MHz實驗室數據測試如表2所示，對電源端子N線的騷擾電壓進行6次單獨測量。

則算平均值x為：

3.2脈沖幅度

脈沖幅度引起的不確定性δVpa，根據儀器操作指南，接收機正弦波電壓測量偏差δ11《1.5dB，修正值δVpa預測值為0，半總寬為1.5dB方形遍布。

3.3脈沖重復頻率響

脈沖反復頻率響應引起的不確定性δVpr，接收機脈沖電壓測量偏差CISPR16-1規范，修正值δVpr預測值為0，半總寬為1.5dB方形遍布。

3.4 人力電源網絡分壓指數

人力資源網絡（LISN）電壓分壓指數Lamn可通過儀器校準報告獲得，半總寬為0.5dB正態分布。

3.5阻抗不匹配

接收機和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；為Γe接待測物時從LISN端口反射系數；S為接收機與LISN兩端口網絡的S參數。

具體時要測量δM這是不可能的，但可以確定其最高值不會超過規定值δM±：

3.6測量環境

測量環境引起的不確定性δC，包括環境溫濕度和環境噪聲電平的影響，但實驗室的工作氛圍一般符合規定的要求，對測量結論基本無害，可以忽略不計。

3.7測量布局

實驗室測量布局造成的不確定性δS，標準要求實驗在待測物最典型的運行狀態引起較大騷擾時進行測量。因此，在測試過程中，不能考慮待測物在典型運行狀態下穩定工作的因素。

4. 測量結論描述

電源端口傳輸騷擾不確定性源VrA類鑒定方法的應用是明確的，B類鑒定方法的其他因素是明確的，它們的起源是無關的。一般來說，第三節描述的生成規范不確定性公式可以測量生成不確定性：

一個完整的測量結論應包括兩個基本量，一個是測量的優秀預測值，通常是數據測量的算術平均值；另一個是描述測量結論的滲透性，即測量的不確定性。因此，在0.25MHz電源端子騷擾電壓值VN=59.37dBμV，其擴展不確定性為U=2.76dB，包括因素k=2，置信水平p=95%.

5.結語

依據CNAS根據標準要求，實驗室電源端子騷擾電壓檢測為4dB，經分析，實驗室的測量不確定性符合規定，測量結論穩定性高。未考慮接收器噪聲底部、測量布局等因素的不確定性，需要進一步EMC測試分析。