浅析电缆屏蔽特性对CS114项目测试的影响
军工电子设备电磁兼容性的试验标准和达标技术
军工电子设备电磁兼容性的试验标准和达标技术关键词:GJBI51A-97标准;电磁兼容性;电磁干扰;受测试设备;屏蔽;滤波0 引言近20年来,军工电子设备对于电磁工作环境的兼容性能日益受到重视。
EMC (Electro Magnetic Compatibility)不仅与温度、湿度、振动等并列成为考核军工设备环境适应能力的重要指标,而且对某些军工电子设备来讲,电磁兼容性更是提到了所有各种环境要求中最重要的位置。
这是因为现代军工装备的电子化程度大幅度提高后,军工电子设备的功率谱和频率谱不断向高端和低端两个方向延伸,军工电子设备在海、陆、空各种平台上的安装密集度也大幅增加,导致各电子设备相互之间的电磁干扰(EMI, Electro-Magnetic Interference)问题越来越突出。
因此,要求军工电子设备必须具有规定的电磁兼容能力已成为从事设备设计、生产、使用有关各方的共识。
为了考核军工电子设备的EMC性能,几乎所有的军工电子设备都要求必须通过国家军用标准规定的电磁兼容性试验测试。
因此,近年来有关军工电子设备电磁兼容性的试验标准和达标技术受到了前所未有的关注.与其他环境条件的考核要求不同,“电磁兼容性”的检验不仅要考核设备对电磁环境的适应能力,还要考核该设备的存在是否会造成不利于容纳其他设备正常工作的电磁环境.因此,电磁兼容性试验是双向性的试验,受测试设备(EUT,equipment under test)必须在承受外部电磁干扰和不对外产生电磁干扰两方面同时达标才算合格.又因为电磁信号能够通过电路传导和空间辐射两种途径产生效应,所以,为使军工电子设备能够在电磁兼容性试验中达标,必须在设备的电子电气系统和机械结构系统两方面协调采取措施。
这些因素决定了电磁兼容性试验相对其他的例行环境试验来说更为复杂,达标也更不容易。
对从事军工电子设备电磁兼容性设计和试验的人员来说,除了要掌握与设备有关的专业知识和必不可少的电磁学、电子学、电工学方面的基础知识以及有关材料科学和结构设计方面的知识外,还必须熟悉有关电磁兼容性试验的军用标准,并尽可能详细地了解各项试验的物理含义及对试验测试的要求等方面的内容。
电磁兼容试验室cs114比对测试方法
电磁兼容试验室cs114比对测试方法
电磁兼容试验室CS114比对测试方法指的是对电磁兼容试验室
进行正式测试之前,需要对其进行比对测试以确保测试结果的准确性和可重复性。
比对测试包括以下步骤:首先,选择一份标准测试数据作为参考,然后在不同时间、不同位置、不同操作人员的情况下进行测试,将测试结果与参考数据进行比对,计算误差并进行分析,最终得出比对测试结论。
通过比对测试,可以发现测试设备的性能问题,及时进行调整和排除,确保测试结果的准确性和可靠性。
- 1 -。
电磁兼容抗扰度测试CS114项测量不确定度评定
电子质量2017年第05期(总第362期)电磁兼容抗扰度测试CS114项测量不确定度评定Evaluation of Measurement Uncertainty in RE102EMC Test of the Army谭建东1,李春芳1,吴海翔2(1.武汉中原电子集团有限公司,湖北武汉430205;2.陆军武汉军代局驻武汉地区军代室,湖北武汉430205)Tan Jian-dong 1,Li Chun-fang 1,Wu Hai-xiang 2(1.Wuhan Zhongyuan Electronics Group Co.,Ltd.,Hubei Wuhan 430205;2.Army Wuhan military Bureau in Wuhan area military room,Hubei Wuhan 430205)摘要:该文先介绍了电磁兼容测试不确定度评定的基本概念,并且结合GJB151B-2003《军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求与测量》中陆军CS114电磁兼容测试项,对测试仪器和测试过程进行了分析,详细论述其不确定度评定计算过程与方法。
关键词:电磁兼容测试;测量不确定度;不确定度评定中图分类号:TN03文献标识码:A文章编号:1003-0107(2017)05-0112-05Abstract:This paper introduces the background of EMC test and basic concept of uncertainty evaluation,t-hen the specific test equipment and testing process was analyzed specially,and the uncertainty evaluation method and the calculation process is discussed in detail,combining CS114EMC test of the army according to GJB151B-2003"Electromagnetic emission and susceptibility requirements and measurements for military equipment and subsystems".Key words:EMC test;measurement uncertainty;uncertainty evaluation CLC number:TN03Document code:AArticle ID :1003-0107(2017)05-0112-05作者简介:谭建东(1986-),男,工程师,本科,从事电磁兼容测试与整改工作;李春芳(1982-),女,工程师,本科,从事电磁兼容测试与整改工作;吴海翔(1982-),男,硕士学位,研究方向为质量管理。
军用武器装备常见检测项目及标准
军用武器装备常见检测项目及标准军工 (1)电磁兼容试验 (1)测试标准 (1)军工飞机供电特性试验 (2)军用设备与分系统电磁兼容试验 (2)系统级电磁兼容试验 (3)环境与可靠性试验 (4)环境试验 (4)可靠性试验与分析 (4)力学环境类试验技术 (5)气候环境类试验技术 (5)综合环境试验 (5)整车试验 (6)军工我们的国防军工计量检测技术拥有五十年军工服务经验,传承军工技术,全国建有广州、长沙、武汉、无锡、天津、西安、北京,沈阳、成都、深圳10大军用实验室检测基地,辐射全国主要军工产业聚集地,同时配置国内外先进精密仪器9000多台/套,拥有各类技术人才1400多人,军工资质和测试项目齐全、试验设备先进、技术团队稳健,形成较强的军民融合型计量检测技术服务能力,能为各兵种装备部门、国防军工企业及科研院所从产品技术研发、设计、定型、样品生产到量产质控,提供计量校准、可靠性与环境试验、电磁兼容与安全测试、信息安全检测、技术培训与咨询等一站式的技术解决方案。
电磁兼容试验建有军标检测军用系统级10米法电磁兼容暗室1间、3米半电波暗室和军用专用电波暗室各1间,屏蔽室8间,具备了除RS105外所有军标设备与分系统检测项目以及航空机载Do-160E/F/G除雷击外的所有电磁兼容和电源测试项目,可开展GJB151A/GJB152A的18项试验、GJB151B的20项试验,军标系统级GJB1389A的10项试验、GJB19286的5项试验,同时满足GJB181A飞机供电特性、GJB322A军用计算机通用规范、GJB3947A军用电子测试设备通用规范等电磁兼容试验要求。
可开展军用产品、汽车整车及零部件、航空电子产品、通信产品设备级电磁兼容检测及系统电磁兼容检测。
测试标准GJB 151A GJB 152AGJB 151B GJB 181AGJB 322A GJB 3947AGJB 1389A MIL-STD -461D/E/FMIL-STD-704E/F军工飞机供电特性试验●恒频交流供电系统●变频交流供电系统●28 V 直流供电系统●270 V直流供电系统●供电系统●电压尖峰●电源变换●对电气系统的影响●用电设备的供电●准备功率●功率容差●瞬变电压军用设备与分系统电磁兼容试验CE101 25Hz-10kHz电源线传导发射CE102 10kHz-10MHz电源线传导发射CE106 10kHz-40GHz天线端子传导发射CE107 电源线尖峰信号(时域)传导发射CS101 25Hz-150kHz电源线传导敏感度CS102 25Hz~50kHz地线传导敏感度CS103 15kHz-10GHz天线端子互调传导敏感度CS104 25Hz-20GHz天线端子无用信号抑制传导敏感度CS105 25Hz-20GHz天线端子交调传导敏感度CS106 电源线尖峰信号传导敏感度CS109 50Hz-100kHz壳体电流传导敏感度CS116 10kHz-100MHz电缆和电源线阻尼正弦瞬变传导敏感度RE102 10kHz-18GHz电场辐射发射测试RE103 10kHz-40GHz天线谐吧波和乱真输出辐射发射CS105 25Hz-20GHz天线端子交调传导敏感度CS106 电源线尖峰信号传导敏感度CS109 50Hz-100kHz壳体电流传导敏感度CS112 静电放电敏感度CS114 10kHz-400MHz电缆束注入传导敏感度CS115 电缆束注入脉冲激励传导敏感度CS116 10kHz-100MHz电缆和电源线阻尼正弦瞬变传导敏感度RE101 25Hz-100kHz磁场辐射发射CS112 静电放电敏感度CS114 10kHz-400MHz电缆束注入传导敏感度CS115 电缆束注入脉冲激励传导敏感度RE101 25Hz-100kHz磁场辐射发射RS101 25Hz-100kHz磁场辐射敏感度RS103 10kHz-40GHz电场辐射敏感度系统级电磁兼容试验●安全裕度测量●电磁辐射危害●发射控制●系统内电磁兼容性●电源系统特性测试●舱体屏蔽效能测试●电搭接●谱兼容性管理●外部射频电磁环境●外部接地●天线间耦合度测试●分系统和设备电磁干扰●静电电荷控制环境与可靠性试验我们拥有多种高端环境可靠性试验设备、主要包括20吨10立方、25立方双10吨、10吨10立方、10吨6立方、5吨3立方等三综合试验箱30多台套,35吨推力、20吨推力、5吨推力等电磁振动台30多台,另有冲击试验台、碰撞试验台、倾斜摇摆台、0.125~1立方高低温交变湿热试验箱、8~270立方的步入式环境试验箱、温度冲击试验箱、1~8立方快速温变试验箱、高加速HALT/HASS试验箱、高原柴油机耐候试验箱等,均满足GJB相关国标和国军标要求,可开展军用设备可靠性试验分析,综合环境试验、力学环境类试验、气候环境类试验、整车环境试验、柴油机高原综合环境试验等环境与可靠性试验。
军用EMC标准CS114试验方法的演变和改进探讨
平台
2.4 CS114 监测电流限值
9 无 曲线 3 曲线 3 曲线 3 曲线 3 空间系统
பைடு நூலகம்
CS114 最大监测电流限值在不同的标准版本中 也有变化袁 如表 3 所示 遥 [1-9]
3 MIL-STD-461G 中 CS114 测试方法 变化探讨
3.1 校准配置变化
校准配置变化袁 将监测探头加入到校准测试 中袁 如图 1 所示遥 目的是将监测探头对环路阻抗 的影响纳入校准测试中袁 与测试配置保持一致袁 提供更加精准的前向功率数据遥
10 无 11 无 12 无
曲线 3 曲线 4 曲线 4 曲线 3 曲线 5 曲线 5 曲线 5 曲线 5 曲线 5
曲线 4 陆军地面 无 海军飞机
曲线 5 飞机外部等
3.2 检定配置方法
检定测试获得的监测电流频率与幅度曲线应 该与目标校准限值一致遥 该方法简单尧 巧妙地闭 环验证了 CS114 测试校准的准确性 遥 [11]
Discussion on Evolution and Improvement of CS114 Test Method of Military EMC Standard
XIONG Yiming袁 GUO Huadong袁 CHEN Siyang
渊Beijing Institute of Astronautical Systems Engineering袁 Beijing 100076袁 China冤
CS114 测试方法尧 测试对象尧 校准限值频率和幅度尧 监测电流限值的变化及原因遥 总结了海陆空天各种平台的 EMC 限值要求袁 并建议减少限值数量袁 建立面向联合作战体系的统一限值遥
关键词院 军用标准曰 CS114曰 电磁兼容曰 试验方法曰 传导敏感度曰 大电流注入 中图分类号院 T-651曰 T-652 文献标志码院 A 文章编号院 1672-5468 渊2021冤 03-0075-06 doi:10.3969/j.issn.1672-5468.2021.03.014
CS114电缆束注入传导敏感度测试-EMS测试系统
CS114电缆束注入传导敏感度测试-EMS测试系统
本测试的目的检验EUT承受耦合到与EUT有关电缆上的射频信号的能力。
用于模拟平台外天线发射所产生的电磁场对平台电缆感应的电流
本测试完全符合GJB151B标准CS114测试和校准要求,在测试系统软件支持下完成测试。
频率范围:10kHz-400MHz,可与RS103测试共用功率放大器。
测试设备:测量接收机、射频信号源、功率计、功率探头、功率放大器、定向耦合器、衰减器、电流注入探头、监视探头、校准装置、同轴负载。
测试配置:按照一般要求对EUT进行配置,电流注入探头距离监测探头5cm,监测探头距离被测设备5cm。
信号进行1kHz,50%占空比的脉冲调制,在规定的频率范围内,对所有的互联电缆,按照校准的功率注入干扰,同时检测干扰的电流值,不应超过要求的最大电流值(通过电流探头进行测量)。
CS114在多电缆束情况下的测试建议
CS114在多电缆束情况下的测试建议摘要:通过对GJB151B-2013标准中CS114的测试原理与方法的分析,结合多年来的测试经验和实际的情况,提出了用替代法同时测试多电缆束的方法。
关键词:CS114 替代法闭环法特性阻抗1前言CS114 (4kHz~400MHz)电缆束传导敏感度是所有军用设备必测的项目之一,适用于所有互联电缆束和电源线。
测试的目的是检验被测试设备所能承受的耦合到与设备相关电缆上的干扰信号的能力。
标准规定适用于所有电缆,所以在遇到大系统联调时就会出现大量的互联电缆和电源线,此时如果仍然坚持使用标准规定的闭环法测试,就会浪费太多时间和成本,那么本文提出采用替代法对多束电缆进行测试,这样就会减少测量次数,节省时间和成本。
2闭环法试验原理及方法图1 校验时测试设备连接图图2实际测试设备连接图校验时按照图1所示连接设备,将注入探头卡在校验装置的中心导体上,校验装置的一端接50Ω负载,另一端通过衰减器连接到测量接收机上,将信号源调到合适的频率,不加调制,增加信号电平,用接收机监测校验装置中心导体的电流,直至标准规定的电流,此时记录每个频点处达到规定电流时所需要的前向功率P1,这个功率将作为测试时输入的最大前向功率值;测试时按照图2监测探头和注入探头卡在设备所需要测试的电缆上,信号源调至最低频率,并用1kHz、占空比为50%的脉冲进行调制,慢慢增加信号源电平,同时监测电缆上耦合到的电流,监测电流应最大等于相应限值电流与6dB之和,此时的前向功率记为P2,相应频率处的P1和P2取小者作为实际测试时注入的前向功率,并记录,然后按照上述步骤在规定的频率范围内进行扫描测试。
3替代法试验原理及方法图3 替代法测试设备连接框图替代法校验时,校验步骤和设备连接图同闭环法测试的步骤和设备连接图1,但测试过程不同,测试时不需要监测(见图3),只需要用注入探头卡住电缆束即可,直接采用校验时所记录的前向功率P1直接注入,对电缆感应到的电流不监测。
CS114(10kHz~400MHz)电缆束注入传导敏感度不确定度的评定
法在应用时会遇到很多困难。阿伦尼斯模型有下述特点: 1 () 该模型反映的是产品某特性量与激活能和所施
加应 力 的关系 ;() 2N伦 尼斯模 型使 用 的寿命 与温 度 的表达 形式及 加速 因子 都是 基于退 化量 相同 导出的 。
这 就 为加速寿 命试验 提供 了另 外一 条途径 , 即利用某 性 能参数或 特 征量退 化数 据对产 品 的可 靠性进行
维普资讯
1 2 中国工程物理研 究院科技年报 8
令 A I[ - ) o,B  ̄ /,得 |L A (/ ) =n( MIA 】 = k Mp / - n = +B T 。式 中 , ,B是待 定参 数;£为某 寿命特 征 ,如 中位寿命 ,
平均 寿命 等 。
E T 被测试 设备 ) U ( 电缆
从信号 施加 路径建 立测量 不确 定度 的系 统数 学模型
Cw +6 s = V m+S D c _ s Aa +( + + ‘
式 中:
为功 率计读数 ;6 s VI G为信 号源 的偏移 ,翻 。为功 率放 大器 , 。
昆 电缆 衰减 ,8 为 电缆连 接 失配 ,积 。 为 M 为测量 系统 的重复 性 。 在 此数 学模 型 中,认为各 分 量都是 各 自独立 的 。 对 于系 统 重复 测量 引入 的相 对 标准 不确 定度 ,选择 极 限线 为 曲线 3 ,系 统重 复测量 l 0次 ,得到 一组在 频率 1 0MHz的电流值 :2 . , 91 7
_ .mA, 08
=
_ _mA/79 A_ _2 。 08 2. 7m 00 9
功 率计 读数 引入 的相对标 准 不确定 度 u= .2/= .1;信 号源 偏移 引入 的相对标 准 不确定度 31 zO 82 004 0 =. 0
军工电子设备电磁兼容性的试验标准和达标技术
军工电子设备电磁兼容性的试验标准和达标技术关键词:GJBI51A-97标准;电磁兼容性;电磁干扰;受测试设备;屏蔽;滤波0 引言近20年来,军工电子设备对于电磁工作环境的兼容性能日益受到重视。
EMC (Electro Magnetic Compatibility)不仅与温度、湿度、振动等并列成为考核军工设备环境适应能力的重要指标,而且对某些军工电子设备来讲,电磁兼容性更是提到了所有各种环境要求中最重要的位置。
这是因为现代军工装备的电子化程度大幅度提高后,军工电子设备的功率谱和频率谱不断向高端和低端两个方向延伸,军工电子设备在海、陆、空各种平台上的安装密集度也大幅增加,导致各电子设备相互之间的电磁干扰(EMI,Electro-Magnetic Interference)问题越来越突出。
因此,要求军工电子设备必须具有规定的电磁兼容能力已成为从事设备设计、生产、使用有关各方的共识。
为了考核军工电子设备的EMC性能,几乎所有的军工电子设备都要求必须通过国家军用标准规定的电磁兼容性试验测试。
因此,近年来有关军工电子设备电磁兼容性的试验标准和达标技术受到了前所未有的关注。
与其他环境条件的考核要求不同,“电磁兼容性”的检验不仅要考核设备对电磁环境的适应能力,还要考核该设备的存在是否会造成不利于容纳其他设备正常工作的电磁环境。
因此,电磁兼容性试验是双向性的试验,受测试设备(EUT,equipment under test)必须在承受外部电磁干扰和不对外产生电磁干扰两方面同时达标才算合格。
又因为电磁信号能够通过电路传导和空间辐射两种途径产生效应,所以,为使军工电子设备能够在电磁兼容性试验中达标,必须在设备的电子电气系统和机械结构系统两方面协调采取措施。
这些因素决定了电磁兼容性试验相对其他的例行环境试验来说更为复杂,达标也更不容易。
对从事军工电子设备电磁兼容性设计和试验的人员来说,除了要掌握与设备有关的专业知识和必不可少的电磁学、电子学、电工学方面的基础知识以及有关材料科学和结构设计方面的知识外,还必须熟悉有关电磁兼容性试验的军用标准,并尽可能详细地了解各项试验的物理含义及对试验测试的要求等方面的内容。
CS114测试原理和主要问题解析
CS114测试原理和主要问题解析作者:张孙虎来源:《电子技术与软件工程》2018年第01期从理论与实践角度,对GJB 151B-2013《军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求与测量》标准中的CS114测试要求和原理进行了解析,并指出了测试中常见的问题以及对策。
【关键词】电磁兼容 CS114 测试CS114是电磁兼容军标中的重要测试项目之一,测试电缆线束在10kHz~400MHz频段干扰注入时的敏感度,用于检测设备承受耦合到相关线缆上的射频信号的能力。
测试配置原理如图1所示。
1 测试原理信号发生器产生正弦波干扰注入信号,通过控制软件在测试范围内扫频,注入的信号使用50%占空比,1kHz的方波进行调频,具有较快的上升沿和较宽的干扰频带。
该信号经功率放大后通过注入探头耦合到受试线缆。
在实际情况中,很容易出现该频段范围内的干扰,但由于尺寸限制和天线方向图等方面的原因,在较低频率,不容易通过电场辐射信号激励电缆引起感应电流,因此采用电流钳耦合的方式施加干扰信号。
注入探头的效率由其输出功率和输入功率的比值来描述,一般以对数的形式给出,称为注入探头的插入损耗。
在测试前需要进行校验。
校验的配置如图2所示。
干扰信号经功率放大后注入校验夹具,夹具是一个左右对称的同轴装置,特性阻抗为50Ω。
夹具的内导体穿过注入探头的耦合窗口,内外导体在左右两端经N型接头连成回路。
当磁芯中有交变磁感应强度时,穿过夹具内导体的磁通量会发生改变,由法拉第电磁感应定律,内导体上将感应出交流电压,该电压通过夹具左右的N型接头被接收机接收,测量耦合的电压值大小,另一端用一个50Ω阻抗的负载堵上。
校验的目的在于在系统中生成信号源在各测试频点的输出值,用于测试时的调用,从而实现使用控制软件扫频自动化测试。
在测试频率范围内的不同频点,信号发生器输出不同的幅度,使得接收机测量到满足标准要求的注入曲线,并保存用于测试时的调用。
由于受试线缆的阻抗特性并不一定满足50Ω,在线缆上会耦合出不同的电流。
EMC的一点心得
电快速脉冲试验这个试验仅对电源线的高端进行,干扰串联在电源线上,因此是一种差模干扰。
共模性的干扰对设备的影响体现在其它试验中,CS114和RS103。
注意:在CE102和CS101之间存在着26dB 的差别,这绝不是富裕量。
因为,CE102仅是对单台设备提出的限制,整个电网上会有多台设备,这些设备发射的干扰叠加起来会接近CS101的值。
瞬态干扰抑制器件:瞬态干扰是指时间很短,但是幅度很大的干扰。
这种干扰一般有两种形式,一种是内阻 很小的信号源产生的电流很大的脉冲干扰,另一种是衰减正弦波。
对这类干扰可以用瞬态抑制器件进行抑制。
瞬态抑制器件分为两类,一类是基于气体放电机理的,称为气体放电管。
另一类是基于非 线性电阻特性的,例如压敏电阻和顺态抑制二极管。
三种器件的特性如图所示。
它们的共 同特点是,当器件上的电压超过一定值时,器件的电阻变得很低,从而将干扰能量泄放掉。
气体放电管:原理:两个保持一定间距的导体,放置在一个充有特定气体的密封管内,当两个导体 间隙上的电压超过一定幅度时,间隙之间的气体导通,器件变为短路状态。
压敏电阻:原理:压敏电阻的阻值随着施加在压敏电阻上的电压变化,当电压超过一定值时,电阻 急剧降低,电压越高,阻值越低。
瞬态抑制二极管(TVS ):原理:是一种工作在反向偏置状态的二极管。
当施加在二极管上的电压较低时,二极管 截止,当电压超过一定值时,二极管迅速导通。
抑制浪涌的器件主要有压敏电阻、瞬态抑制二极管和气体放电管。
下面这三种器件的特性做一比较。
1压敏电阻:原理:当压敏电阻上的电压超过一定幅度时,电阻的阻值降低,从而将浪涌能量泄放掉,并将浪涌电压的幅度限制在一定的幅度。
特点:峰值电流承受能力较大,价格低。
缺点:钳位电压较高(相对于工作电压),随着受到浪涌冲击的次数增加,漏电增加,响应时间较长,寄生电容较大。
2 瞬态抑制二极管(TVS):原理:当TVS上的电压超过一定幅度时,器件迅速导通,从而将浪涌能量泄放掉,并将浪涌电压的幅度限制在一定的幅度。
浅析电缆屏蔽特性对CS114项目测试的影响
工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald98DOI:10.16660/ki.1674-098X.2017.27.098浅析电缆屏蔽特性对CS114项目测试的影响刘畅 董荻莎 李彬(南京电子技术研究所 江苏南京 210039)摘 要:本文针对产品设备贯标GJB151A/152A测试常规测试项目CS114项目,对考核设备电磁兼容性有着重要作用。
通过对CS114项目测试过程中电缆屏蔽与非屏蔽两种特性的具体测试分析,得出结论,电缆外层是否屏蔽对测试过程及结果有着很大影响,在测试中应该引起重视和关注。
关键词:电缆 屏蔽特性 传导敏感度中图分类号:TM930 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2017)09(c)-0098-03Abstract : The CS114 is a routine test item in the GJB151A/152A test of military equipment. It plays an important role in verification the electromagnetic compatibility of equipment. In this paper, through the analysis of the specific test to two kinds of shielded cable and non shielding in the process of CS114testing, and results the outer layer is shielded cable has a great impact on the test process,emphasis on the test should be paid more attention and concern.Key Words : Cable; Shielding characteristics; Conduction sensitivity现代产品装备,设备之间的互联电缆对系统的电磁兼容性有着重要影响。
基于野战被复线通信的电磁兼容性抗传导干扰研究
• 156•基于野战被复线通信的电磁兼容性抗传导干扰研究北方联创通信有限公司 陈六筏 王万停导语:野战被复线是部队通信中最常用的非屏蔽传输介质,电磁干扰信号容易通过被复线以进入通信设备,造成通信设备电路复位、功能失效或性能降低。
为保证交付部队的通信设备具有良好的抗传导干扰能力,陆军地面设备必须通过检测机构的电磁兼容性CS114、CS115、CS116等传导敏感度检测。
本文针对通信设备在被复线上施加传导干扰的CS114、CS115、CS116电磁兼容性检测项目,进行了传导干扰机理分析,提出了相应的传导抗干扰设计解决措施。
关键词:被复线;电磁兼容;CS114、CS115、CS116;传导干扰1 引言电磁兼容性是指设备、分系统、系统在共同的电磁环境中能一起执行各自功能的共存状态[1]。
包括以下两个方面:(1)设备、分系统、系统在预定的电磁环境中运行时,可按规定的安全裕度实现设计的工作性能、且不因电磁干扰而受损或产生不可接受的降级;(2)设备、分系统、系统在预定的电磁环境中正常地工作且不会给环境(或其他设备)带来不可接受电磁干扰。
传导干扰是指沿着导体传输的不希望有的电磁能量[1]。
电磁兼容性的一个重要分面就是传导敏感度,用以考核设备抗传导干扰的能力。
部队通信由于采用非屏蔽的野战被复线,如果通信设备抗传导干扰能力不强,对传导干扰信号敏感,出现设备复位、功能丧失或性能降低等敏感现象,则表明设备的电磁兼容性不满足要求,产品不能交会使用。
为考核装备是否满足规定的电磁兼容性传导敏感度要求,电磁兼容性检测机构会按照《GJB151B-2002 军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求与测量》的相关要求进行检测。
对于使用野战被复线作为信号传输介质的设备,要在与其通信接口相连的被复线上按GJB151-2002中CS114[2]4kHz ~400MHz 电缆束注入传导敏感度、CS115[2]线缆束注入脉冲激励传导敏感度、CS116[2]10kHz ~100MHz 电缆和电源线阻尼正弦瞬态传导敏感度规定的方法施加干扰信号,模拟其它互连设备的传导干扰信号,检验设备是否敏感。
陆军五项EMC测试要求及整改对策
陆军五项EMC测试要求及整改对策中国地质大学信力新摘要:GJB151A/GJB152A中关于陆军的测试主要有五项,涵盖了传导发射,辐射发射,传导敏感度及辐射敏感度,本文简要介绍了各个测试项目的原理,分析了实验失败的原因,同时提出相应的整改对策。
关键词:传导发射;辐射发射;传导敏感度;发射敏感度;电源滤波器;屏蔽线缆;吸收磁环引言:在GJB151A和GJB152A中,对于陆军设备,其EMC测试要求主要为五项,简称陆军五项。
陆军五项的具体要求见下表测试项目要求CE102 10kHz―10MHz电源线传导发射CS101 15Hz―50kHz电源线传导敏感度CS114 10kHz―400MHz电缆束注入传导敏感度RE102 10kHz―18GHz电场辐射发射RS103 10kHz―40GHz电场辐射敏感度1 CE102试验1.1 概述本实验用来测量设备工作时,从电源线(包括回线)上耦合出来的干扰信号,测量这些能量是否超过标准要求的界限值,从而保证在公共电网上工作的其他设备免受干扰。
1.2 CE102测试配置图电源线1.3 CE102试验失败的原因1.3.1 开关电源工作时产生很强的电磁干扰,既有差模又有共模。
对于一般的开关电源和变换器超标点1.3.2 数字工作工作时信号是瞬变的,可能会有部分高频信号耦合到电源线上,沿电源线传导出去。
1.4 CE102试验失败的对策1.4.1 在电源线入口处安装电源滤波器是保证设备通过CE102测试的有效措施。
而且只要空间允许,安装滤波器是可以确保通过CE102测试的。
1.4.2 尽量选用军用电源滤波器,以保证更好的干扰抑制特性,温度特性以及可靠性。
1.4.3 目前我单位军用电源滤波器的合格供应商有:北京天工通宇科技有限公司,北京中石伟业科技股份有限公司。
1.4.4 某设备CE102测试整改实例2kW变频电源CE102电源线传导发射超标测试曲线安装MSCP-10L电源滤波器后的测试曲线2 CS101试验 2.1 概述适用于设备和分系统的交流和直流输入电源线,不包括回线。
连接器和电缆电磁屏蔽效果的测试方法
连接器和电缆电磁屏蔽效果的测试方法摘要:在当前电磁频谱日趋密集、电磁功率密度急剧增加、设备大量混合使用的情况下,系统电磁环境日益恶化。
连接器和电缆作为系统安装过程中不可缺少的一部分,影响着系统数据传输的速度和信号传送的质量,电磁屏蔽的重要性更为突出。
文章主要阐述五种测试电磁屏蔽效果的方法,并分析它们各自的特点。
关键词:电磁屏蔽;测试;连接器;电缆1 引言连接器和电缆是重要的电子元件,如果电磁屏蔽效果差,就会因为串扰、耦合等原因产生无用信号或者噪声,最终影响系统性能的稳定和寿命等,因此对连接器和电缆屏蔽效果测试方法的研究尤为重要。
本文阐述五种电磁屏蔽效果的测试方法:三同轴法、管中管法、吸收钳法、模式搅拌法和GTEM室法,并对它们进行对比。
2 电磁屏蔽效果的测试方法2.1 三同轴法2.1.1 活塞可调节的三同轴法图1为三同轴法的结构,工作原理是测试射频泄漏源四周的泄漏能量。
在测试过程中,被测连接器放置在终端接匹配负载的均匀传输线中构成完整的同轴系统,再放置在一个圆筒内,从而形成第二个同轴系统,其一端端接可调的短路活塞,而另一端则接圆锥形的过渡器,过渡器连接到匹配检波器。
调节短路活,使检波器示数最大。
然后,直接将检波器接至射频电源,测得保持检波器初始电平需要的衰减变化量,最后根据衰减量计算出接有被测件的装置的接人引起的总衰减量。
2.1.2 活塞不可调节的三同轴法图2也是一种三同轴法的结构,但是没有可调节的短路活塞。
通常外同轴线阻抗总是大于5012。
IEC规范中缺省值是15012,内、外系统问信号传输速率相差10%。
由于内、外同轴线传输速率不同时会影响测试结果,因此要引入修正因数被测件特性阻抗(通常为5011),引入的修正值为10 l0g加(2zs/R),z为外同轴线特性阻抗,R为△n(见公式3)为了连接到标准接口,图2采用台阶的结构。
无论是台阶还是锥度,由于径向尺寸变小,在频率不断增大时,传输中都会出现高次模,由于高次模的出现会影响电磁屏蔽测试结果,因此推荐测试频率低于外同轴线截止频率。
cs101整改的几种方法
cs101整改的几种方法
CS101整改的几种方法包括电源整流、机壳屏蔽和电缆屏蔽。
电源整流主要应对CS101,同时也起到电源防反接的作用。
机壳屏蔽是应对RE和RS测试的基本手段,主要用来防止电磁辐射的泄露。
对于风冷机壳,散热孔的辐射泄露需要进行核算。
对于单孔,辐射的泄露程度与壁厚、孔径和波长都有关系,在孔径不变的情况下,壁越厚(管道越长)泄露越少。
在机壳较薄且不方便加波导的情况下,应给机箱开一系列大小不一的孔,以便将整个泄露能量分散到全频域而不是单一频点。
在进行EMC
试验时,屏蔽机壳一定要良好接地,最好是机壳底部直接接触金属桌面。
电缆屏蔽也是容易被忽视的项目,发屏蔽层与航插外壳应当全包围式连接。
一般情况下,航插外壳是金属的,而且与机箱外壳有良好的包围式接触,而电缆屏蔽层应当360度完好的连接到航插外壳,而不是用一根单线接触
(俗称鼠尾)。
电缆两端都应该良好接地。
如需了解更多信息,建议咨询专业技术人员获取帮助。
电缆铜屏蔽的作用
电缆铜屏蔽的作用
嘿,咱来讲讲电缆铜屏蔽的作用哈。
我记得有一次去一个工厂参观,看到那些电缆都带有铜屏蔽层。
你看啊,电缆就像一条小马路,里面的电信号就像在路上跑的小汽车。
这铜屏蔽呢,就像是给电缆穿上了一件特殊的“防护服”。
首先呢,它能起到抗干扰的作用。
在工厂里,有好多机器在运行,会产生各种各样的电磁场。
这些电磁场就像一群调皮的小捣蛋鬼,会干扰电缆里电信号的传输。
而铜屏蔽就像一个坚固的盾牌,把这些小捣蛋鬼都挡在外面。
我当时就看到那些电缆在复杂的环境中,因为有铜屏蔽的保护,里面的信号传输得稳稳当当的。
而且呢,铜屏蔽还能减少电缆对外界的电磁干扰。
就好像电缆里的电信号有时候也会调皮,想要跑出去影响其他设备。
但铜屏蔽就像一个“围栏”,把这些信号牢牢地圈在电缆里面。
我在工厂里仔细观察那些电缆,那铜屏蔽层紧紧地包裹着电缆的芯线。
它就像一个忠诚的卫士,不管周围环境怎么复杂,都在努力地保护着电缆里的信号传输。
从那次在工厂的参观,我就明白了电缆铜屏蔽的作用。
它就像一个默默奉献的英雄,为电缆的稳定工作保驾护航,让电信号能安全、准确地传输,不受外界的干扰,也不干扰外面的世界。
舰船设备电磁兼容性设计
与设计有关的主要标准
•GJB151A-97 《军用设备和分系统电磁发射
和敏感度要求》
•GJB152A-97 《军用设备和分系统电磁发射
和敏感度测量》
•GJB/Z132-2002 《军用电磁干扰滤波器选用
和安装指南》
•GJB/Z24-99 《电磁干扰诊断指南》
• 电磁兼容主要考核内容
电源线滤波器的错误安装
PCB
滤波器
PCB
滤波器
输入线过长 输入、输出耦合
电源线滤波器的错误安装
PCB
滤波器
绝缘漆
接地线
滤波器通过细线接地,高频效果很差!
滤波器的正确安装
PCB
滤
波
电源
器
• 滤波器直接接地尽量短
• 输入、输出线隔离
PCB
滤波电路 滤波器安装在线路板上时, 在电源线入口处增加一只高 频共模滤波器
10khz40ghz天线端子传导収射ce106戒天线谐波和乱真输出辐射収射re103海军水面舰艇要求电磁兼容设计原则指标分配机柜的屏蔽效能屏蔽效能等级10khz30mhz30mhz230mhz230mhz1ghz104030306050电子设备emc设计的基本要求增强敏感设备的抗干扰能力emc设计的基本要求方案设计提出总体的emc指标并进行指标分配电缆的种类布置长度等软硬件的工作状态电磁兼容试验的原则之一电磁兼容试验的原则之二天线极化方向改变找最大值电磁兼容试验的原则之三舰船雷达设备电磁兼容设计主要考虑要点原产品雷达r22雷达电磁兼容性测试结果原产品366rs10125800hz显示器字迹有抖动但目标没有丢失
电源线滤波器的选择
电源线滤波器参数考虑要求
选择电源线滤波器时主要考虑 以下参数:插入损耗、额定电压、 额定电流、漏电流、试验电压、 放电电阻特性、绝缘电阻、机械 性能、可靠性等。
电缆屏蔽层抑制分析
电缆屏蔽层抑制分析摘要:当前许多环境因素危害到飞机的飞行安全,比如雷电、电磁辐射和飞机上很多系统存在复杂的电磁干扰现象,严重的影响飞机性能,甚至导致飞机安全事故,因此,对飞机电磁干扰抑制在生产制造、维修过程中非常重要,本文就飞机各类电缆电磁干扰的抑制作用及防护简单分析。
关键词:电磁干扰电缆线缆屏蔽在飞机的电缆设计中,飞机的电缆外部全部由电缆屏蔽层包裹[1],电缆两端分别有插头,插头和电缆屏蔽层、机体连接到一起从而对飞机形成一个闭合的屏蔽回路,可以避免雷电或者环境中的高强度辐射感应出的电磁场干扰飞机的电子设备和电子控制系统,飞机电缆屏蔽层的可靠性是影响飞机性能关键因素[2],电缆屏蔽层的电阻越小,电缆屏蔽层的可靠性越高。
飞机受干扰的问题特别突出,干扰源、耦合电路等,要使电磁干扰得到有效控制,就要提高飞机电子设备的电磁兼容能力,飞机的各种电缆是信号传输的重要组成部分,这就需要合理的抑制干扰[3]。
比如选择合理的布线、屏蔽、滤波等抑制技术,选择好接地点和接地方式来抑制各种干扰。
一、飞机电缆的种类飞机电缆是在绝缘层里有一根或多根导线,外部有特殊的外保护层,不同材料的保护层、绝缘层及屏蔽层会使电缆有不同的特性[4]。
(1)包有绝缘层的单芯线和多芯线;(2)多股绞线,即线缆相互扭绞在一起;(3)屏蔽电缆,在同一根屏蔽电缆里包有一根或者多根各己绝缘的芯线;(4)同轴电缆,单根或者多根已绝缘的芯线包一层同轴结构的屏蔽网线;二、电缆对电磁干扰的抑制对电磁干扰的抑制途径很多,例如电磁屏蔽、接地技术,滤波等等。
飞机上不同的电缆对电磁干扰的抑制方法是不同的[5];(1)绞线在飞机上最常见的绞线有双绞线和三绞线,多数应用在信号线和电源线。
绞线有平衡的结构来抑制电磁干扰的感性耦合,绞线在电流回路线间缠绕成极性交错的耦合环,这样就使电缆延其方向的局部耦合干扰彼此相互抵消。
(2)屏蔽电缆屏蔽电缆对电磁干扰的主要抑制方法为电磁屏蔽,屏蔽电缆是以导电或导磁的材料制作成屏蔽网,将电缆封闭在一起,形成电磁隔离区,使电缆内部的电磁场不能影响到外部的设备,同样来自外部的辐射也不能影响到电缆。
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工业技
术
科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald
98
DOI:10.16660/ki.1674-098X.2017.27.098
浅析电缆屏蔽特性对CS114项目测试的影响
刘畅 董荻莎 李彬
(南京电子技术研究所 江苏南京 210039)
摘 要:本文针对产品设备贯标GJB151A/152A测试常规测试项目CS114项目,对考核设备电磁兼容性有着重要作用。
通过对CS114项目测试过程中电缆屏蔽与非屏蔽两种特性的具体测试分析,得出结论,电缆外层是否屏蔽对测试过程及结果有着很大影响,在测试中应该引起重视和关注。
关键词:电缆 屏蔽特性 传导敏感度中图分类号:TM930 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2017)09(c)-0098-03Abstract : The CS114 is a routine test item in the GJB151A/152A test of military equipment. It plays an important role in verification the electromagnetic compatibility of equipment. In this paper, through the analysis of the specific test to two kinds of shielded cable and non shielding in the process of CS114testing, and results the outer layer is shielded cable has a great impact on the test process,emphasis on the test should be paid more attention and concern.
Key Words : Cable; Shielding characteristics; Conduction sensitivity
现代产品装备,设备之间的互联电缆对系统的电磁兼容性有着重要影响。
这些电缆可能并不很长,也可能并不直接受外界电磁场的作用,但也会成为感应电流及电压通向敏感电路区的传播途径。
在产品设备贯标GJ B151A的测试中,CS114项目“10kHz~400MHz电缆束注入传导敏感度”为常规测试项目,对考核设备电磁兼容性有着重要作用。
C S114项目是模拟设备/分系统的电缆对平台内、外电磁辐射的感应形成的电流,通过线缆传导作用于设备内部敏感部位,考核设备的电磁敏感度。
标准规定的测试要求与方法中,对设备的互联线缆及电源电缆特性并未作明确区分,适用范围中规定适用所有的互联电缆和电源电缆。
而在具体测试过程中,作者发现电缆外层是否屏蔽对测试过程及结果有着很大影响。
1 CS114项目测试原理
CS114校准测试配置如图1所示,信号发生器发射不调制的正弦波信号通过放大器功率放大后连接到注入探头,注入探头卡在校准专用装置上,用接收机A监测流经校准装置中心导体的电流,直至标准规定的电流,记录此时接收机B 测得的馈入注入探头的正向功率。
待测件测试配置如图2所示,信号发生器发射干扰信号通过放大器功率放大后连接到注入探头,从而耦合到互联电缆或者电源电缆上,注入探头距离设备端口10cm,干扰信号为1kHz、占空比为50%的脉冲调制的正弦波信号,频率范围为10kHz~400MHz。
同时监测探头连接到接收机上,实时在电缆上监测施加干扰信号后,电缆上耦合出来的感应电流值,监测探头距离设备端口5cm。
测试中,按标准规定的干扰极限值施加干扰信号,观察待测件是否出现故障、性能降低或偏离规定的指标值,或超出单个设备和分系统规范中给出的指标允差等敏感现象。
标准中规定,如果受试电缆上的实际感应电流高于限值6dB,即使定向耦合器上监测的正向功率电平低于校验值,当待测件不敏感时,也认为满足要求。
2 屏蔽电缆与非屏蔽电缆测试
选择某型号产品控制器与源之间的控制电缆为受试电缆进行CS114项目测试。
该电缆初始状态无任何屏蔽措施。
笔者在电缆初始状态下进行一次C S114测试,测试布置如图3所示。
然后将控制电缆加装金属屏蔽防波套作屏蔽处理改造,接着再进行一次C S114测试,测试布置如图4。
两次测试施加干扰极限值均选用标准中C S114校准值曲线三。
注入探头选用S OL A R公司型号为9144-1N (频段为10kHz~100MHz)和9142-1N (频段为2MHz~450MHz)的探头。
监测探头选用SOLAR公司型号为9123-1N (频段为10kHz~500MHz)的探头。
测试校准值曲线见图5,按校准时记录的正向功率值施加干扰信号测试时,非屏蔽电缆时测试监测电流值见图6,
图1 CS114校准配置
工业技术
科技创新导报Science and Technology Innovation Herald99屏蔽电缆时测试监测电流值见图7。
比较图6和图7两次监测
电流值曲线,发现当电缆做过屏蔽处理后,监测探头测量出
来电缆上的感应电流值在某些频段内明显大于非屏蔽电缆
上感应出来的电流值。
3 机理分析
传输线电缆置于电磁场中而耦合感应电流的分析方法
主要有两类:磁场环路积分方法和等效电路方法。
磁场环路
积分法是利用麦克斯韦方程组来求解。
等效电路方法是传图3 非屏蔽电缆测试
图4 屏蔽电缆测试
图5 测试校准极限值
图7 电缆加屏蔽时监测电流值
图6 非屏蔽电缆时监测电流值
图2 CS114待测件测试配置
工业技
术
科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald
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输线方程来求解。
相对于麦克斯韦方程组需要求解电磁场边值问题,用等效电路的方法更简易一些,将电缆内外的电场和磁场的耦合简化成电缆内外的电流和电压,通过屏蔽电缆的转移阻抗和转移导纳的耦合关系,求解电缆外部电磁场辐射时引起的内部响应。
在分析电磁波对传输线或类似设备的影响时,假设激励电压源是沿传输线长度分布的。
有分布源的传输线可以定义为每段长度增量都有相应电压源增量的传输线。
图8画出了这种传输线的一个长度单元d z 的情况。
电压源EZ 具有电场强度的量纲(V/m)。
当正弦信号()作用在图8中的传输线上时,沿线的电压和电流可用下列微分方程表示:
{Y
(1)
通过求导后可得二阶微分方程:
{
2
2
(2)
式中2;式(2)的解为:
I (z )=[K 1+P (z )]e -γz +[K 2+Q (z )]e γz
V (z )=Z 0{[K 1+P (z )]e -γz -[K 2+Q (z )]e γz
}式中;
2
1
1
通过进一步求解即可求得电磁波在电缆上感应出来的具体电流值,从而可验证屏蔽电缆和非屏蔽电缆感应电流值得差别。
此验证工作计算量较大,计算过程不在本文中详述。
通过以上分析,在屏蔽电缆上施加干扰信号时,屏蔽电缆中的感应电流主要集中在屏蔽层,由屏蔽体所包敷的芯线中感应电流则很小。
采用屏蔽电缆来减少干扰就是要使绝大部分干扰电流流过屏蔽层,而在屏蔽体里面的芯线上只有很小的感应电流和电压。
因而电缆屏蔽时电流监测探头感
应出来的电流值会大于非屏蔽电缆测试时的感应电流值。
4 结语
由于屏蔽电缆和非屏蔽电缆的特性不同,在做CS114项目时要注意监测探头测出的感应电流值。
标准中规定如果受试电缆上的实际感应电流高于限值6dB,即使定向耦合器上监测的正向功率电平低于校准值,当待测件不敏感时,也认为满足要求。
在做屏蔽电缆测试时,若按照校准功率施加干扰信号,电缆上实际感应的电流值往往会超出限值很多,而不仅仅是标准中规定的6d B,如此一来,实际施加的干扰信号就会超出标准要求,一方面会使得测试过程不规范影响测试判定准确性,另一方面人为的加严了对设备的考核,对设备生产商造成不必要的成本增加。
此时应当根据实际感应出的电流值反馈降低输入功率值,从而满足实际感应电流值大于限值6d B要求。
同时,当需要测试的待测设备互联电缆为多根时,应该区分开屏蔽电缆和非屏蔽电缆,分批次施加。
参考文献
[1] 爱·弗·万斯,著.电磁场对屏蔽电缆的影响[M].高攸纲,吕
英华,译.北京:人民邮电出版社,1988.
[2] 郑生全,温定娥,刘其凤,等.屏蔽电缆的电磁脉冲时域耦
合特性研究[J].中国舰船研究,2011,6(1):60-67.
[3] GJB 151A-97,军用设备和分系统电磁发射和敏感度要
求[S].1997.
[4] GJB 152A-97,军用设备和分系统电磁发射和敏感度测
量[S].
[5] 国家军用标准GJB 151A-97《军用设备和分系统电磁发
射和敏感度要求》和GJB
152A-97《军用设备和分系统电磁发射和敏感度测量》实施指南[Z].北京:国防科工委军用标准化中心,1998.
图8 等效传输线电路。