电磁兼容(EMC)是指在特定电磁环境中,设备或系统能够正常运行而不产生超过规定限值的电磁干扰,同时对环境中的其他设备或系统的电磁干扰具有一定的抗扰度,随着电子技术的飞速发展,电气电子产品的种类和时钟频率不断提高,电磁环境变得日益复杂,电磁兼容性问题也愈发突出,在众多电磁兼容测试方法中,耦合/去耦网络(CDN)法作为一种重要的测量手段,在照明产品等领域得到了广泛应用。
一、电磁兼容的基本概念与要求
电磁兼容包括电磁干扰(EMI)和电磁耐受性(EMS)两个方面,EMI是指机器在执行应有功能的过程中所产生的不利于其他系统的电磁噪声;而EMS则指机器在执行应有功能的过程中不受周围电磁环境影响的能力,国际电工委员会标准IEC对电磁兼容的定义是:系统或设备在所处的电磁环境中能正常工作,同时不会对其他系统和设备造成干扰。
二、CDN法的原理与应用
CDN法是一种用于测量电气照明设备等小型受试物辐射骚扰的方法,特别适用于30MHz至300MHz频率范围,其原理在于,对于小型EUT(受试设备),引线上由共模电流引起的辐射发射远大于受试物表面向外的辐射,由于CDN能提供稳定的共模阻抗,因此可以通过测量共模电压推导出辐射发射水平,从而缩短测试时间并节省场地费用。
CDN法的具体布置如下:
受试设备放置:受试设备放置在非导电的高度为10cm的木块上,木块放置在接地金属板上,金属板尺寸比EUT至少大20cm。
电源线连接:EUT通过一根长为20cm左右的电源线缆与适当的耦合/去耦网络相连接,应使用非导电的支撑件使得电缆离金属板的距离为4cm。
CDN安放:CDN安放在金属板上,其RF输出端通过一个6dB、50Ω衰减器连接到测量接收机。
三、CDN法的优势与局限性
1. 优势:
节省成本:CDN法可以在电磁屏蔽室内进行,无需昂贵的电波暗室设备,显著降低了测试成本。
提高效率:通过测量共模电压快速推导出辐射发射水平,大大缩短了测试时间。
易于操作:CDN法布置简单,操作方便,便于在产品设计初期进行快速评估。
2. 局限性:
重现性差异:不同制造商生产的CDN设备可能存在重现性差异,影响测试结果的一致性。
尺寸限制:现行CDN法对EUT的尺寸没有严格的要求,可能导致测试结果不够精确。
不确定度评估缺失:现行标准对CDN法没有不确定度评估,缺乏必要的测试设备和方法基础文件。
四、CDN法的发展与改进
为了解决CDN法存在的问题,CISPR SC/A和CISPR SC/F于2008年成立了联合工作组(CDNE JTF A/F),致力于将CDN法转换到CISPR 16系列标准,并开展CDN法不确定度等其他相关研究,经过多年实践验证,CDN法在产品设计初期或明确产品特性的前提下,仍然具有不可忽视的优势,对于高精准度要求的测试场景,天线法仍然是更可靠的选择。
电磁兼容测试对于保障电气电子产品的性能和安全性至关重要,CDN法作为一种重要的测量手段,在照明产品等领域发挥了重要作用,随着技术的不断进步和应用需求的不断提高,CDN法将继续得到完善和发展,我们可以期待更加标准化、高精度的CDN测试方法和设备的出现,为电磁兼容测试提供更加可靠的技术支持。
六、FAQs
Q1: CDN法与天线法在电磁兼容测试中有何区别?
A1: CDN法与天线法主要区别在于测试原理、测试场地和测量设备等方面,天线法需要在满足CISPR22标准要求的开阔场或电波暗室中进行,通过接收天线测量产品的辐射发射水平;而CDN法则利用耦合/去耦网络提供稳定的共模阻抗,通过测量共模电压来推导辐射发射水平,天线法通常用于更高精度要求的测试场景,而CDN法则以其低成本和高效率在产品设计初期得到广泛应用。
Q2: CDN法在电磁兼容测试中的不确定度如何评估?
A2: CDN法的不确定度评估是一个复杂的过程,需要考虑多个因素如测试设备的精度、测试环境的稳定性、测试人员的操作技能等,CISPR SC/A和CISPR SC/F成立的联合工作组(CDNE JTF A/F)正在致力于开展CDN法不确定度的相关研究,具体的评估方法和标准仍在不断完善中,在实际应用中,建议结合具体测试场景和设备情况,采取合理的措施来降低不确定度的影响,提高测试结果的准确性和可靠性。
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