CDN法考試與輻射騷擾的電波暗室法對比驗證

1、CDN法測試與輻射騷擾的電波暗 室法對比驗證作者:日期:個人收集整理，勿做商業(yè)用途CDN法測試與輻射騷擾的電波暗室法對比驗證【摘要】 依據(jù)最新版電氣照明和類似設(shè)備的無線電騷擾特性的限值和測量方法要求，在全面對比分析燈具產(chǎn)品輻射騷擾測試的電波暗室法和CDN法試驗方法及試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，本文重點(diǎn)總結(jié)了兩種方法的差異性及其成因，并結(jié)合當(dāng)前行業(yè)內(nèi)的做法，就CDN試驗方法的應(yīng)用提出個人見解?！娟P(guān)鍵詞】電波暗室法 CDN法探析1.概況介紹相對于舊版本的燈具類產(chǎn)品 EMC標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)最新版本 CISPR 15 / EN 55015 / GB 17743電氣照明和類似設(shè)備的無線電騷擾特性的限值和測量方法要求，需

2、要增加測量頻率范圍 30MHz300MHz的輻射騷擾場強(qiáng)，測量方法可以為：(1) 依據(jù)CISPR 22在開闊場或電波暗室進(jìn)行試驗，應(yīng)用CISPR 22:2008 第10章規(guī)定的方法。(2) 使用符合下列要求的耦合 /去耦網(wǎng)絡(luò)(CDN )進(jìn)行測量： CDN 阻抗參數(shù)在IEC 61000-4-6 中規(guī)定； I Zee I阻抗應(yīng)為150Q，在擴(kuò)展的 80MHz300MHz 頻率范圍內(nèi)公差為 +60 Q /-60 Q。CDN測試試驗布置如下圖1所示，照明設(shè)備放置在一塊或者多塊非導(dǎo)電木塊上，木塊高度為(10 ± 0.2 )cm，再將木塊放置在接地金屬板上，金屬板的尺寸比照明設(shè)備至少大20em。

3、照明設(shè)備通過一根長(20 ± 10) cm的電源電纜與適當(dāng)?shù)鸟詈?去耦網(wǎng)絡(luò)相連接，電纜離金屬板的距 離應(yīng)為(4 土 1) cm,并使用高度為(4 土 0.2) cm的非導(dǎo)電支撐件，CDN安裝在金屬板上。如果照明設(shè)備 有控制端子，這些端子用同樣的方法連接到CDN-AF2，見IEC 61000-4-6。CDN測試試驗布置操作步驟如下：(1 )把CDN、測量接收機(jī)的地線進(jìn)行接地連接，并確保接地良好；(2)接上被測設(shè)備EUT;(3 )把CDN網(wǎng)絡(luò)的電源輸入端連接到供電電源；(4) 將CDN網(wǎng)絡(luò)的BNC射頻端口連接上測量接收機(jī)；(5) 由于在CDN的RF輸出端有6dB衰減器，6dB也應(yīng)修正到最

4、終結(jié)果中。測量可以在無屏蔽的室內(nèi)進(jìn)行，離導(dǎo)電部件的距離應(yīng)大于40cm。R測量接收機(jī)EUT 受試設(shè)備CDN 耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)SV 電源MP 接地平板T 6dB, 50 Q衰減器個人收集整理，勿做商業(yè)用途2驗證分析2.1實際產(chǎn)品測試對比2.1.1電波暗室法測試按照電波暗室法試驗布置，選擇一個燈具樣品進(jìn)行測試，試驗結(jié)果如下所示。* RBW 10D kH-zVBW 300 kHz實際產(chǎn)品用電波暗室法測試數(shù)圖一覽EUT NameLED LampTest dista nee:3mOperati on Mode:Normal operati onLimit:CISPR 15En viro nment:Tem:

5、24 C Hum:51%101kPaANT Polarity:Horiz on talVoltage Supply:230V/50HzDetected Peaks:Frequency（MHz）PKMaxHolddB（卩 V/m）QP Value dB（卩 V/m）QP Limit dB（卩 V/m）QP Margin dBPolarityH / VResult110.36347.140.740-0.7HFail189.14749.743.040-3.0HFailEUT NameLED LampTest dista nee:3mOperati on Mode:Normal operati onL

6、imit:CISPR 15En viro nment:Tem:24 C Hum:51%101kPaANT Polarity:VerticalVoltage Supply:230V/50HzDetected Peaks:Frequency（MHz）PKMaxHolddB（卩 V/m）QP Value dB（卩 V/m）QP Limit dB（卩 V/m）QP Margin dBPolarityH / VResult73.54352.247.040-7.0VFail97.35053.447.640-7.6VFail171.21052.145.640-5.6VFail* REW100 kHz7 dB

7、uV* Att300 kHzSWT30 miTDSPAFS3 口曰ACE32.1.2 CDN方法測試按照CDN方法試驗布置，采用 CDN方法該燈具樣品進(jìn)行輻射測試，試驗結(jié)果如下所示。 實際產(chǎn)品用CDt方法測試數(shù)圖一覽EUT NameLED LampLimit:CISPR 15Operati on Mode:Normal operati onVoltage Supply:230V/50HzEn viro nment:Tem:24 C Hum:51%101kPaRemark:CDN MethodDetected Peaks:Frequency（MHz）PK MaxHold dB（卩 V）QP Va

8、lue dB（卩 V）QP Limit dB（卩 V）QP Margin dBResult110.32067.459.254-5.2Fail179.84065.357.054-3.0Fail12 D kHzFEW100 ms6DBAC2.1.3測試布置依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，電波暗室法和CDN方法試驗布置如圖2和圖3所示。圖2電波暗室法試驗布置圖3 CDN方法試驗布置22使用梳狀信號發(fā)生器對比分析一直以來，我們在積極地探尋一種標(biāo)準(zhǔn)信號源，通過該設(shè)備可以非常直觀地驗證電波暗室法和CDN方法之間存在的差異以及一致性問題。最終確定是否可以用梳狀信號發(fā)生器進(jìn)行嘗試，但其合理性有待商 榷。個人收集整理，勿做商業(yè)用

9、途2.2.1使用梳狀信號發(fā)生器的電波暗室法試驗采用梳狀信號發(fā)生器用電波暗室法進(jìn)行輻射測試，試驗結(jié)果如下所示。梳狀信號源用電波暗室法測試數(shù)圖一覽EUT NameSignal Gen eratorTest dista nee:3mOperatio n Mode:5MHzLimit:CISPR 15Environment:Tem:24 C Hum:51%101kPaANT Polarity:Vertical* RBW 10 D kHzVBW 300 kHzR" 97 dBuV* Att 0 dBSWT 30 msDetected Peaks:Frequency（MHz）PKMaxHoldd

10、B（叢 V/m）QP Value dB（卩 V/m）QP Limit dB（卩 V/m）QP Margin dBPolarityH / VResult50.00046.346.1/V/100.00051.351.1/V/150.00052.652.4/V/200.00053.753.6/V/250.00063.863.7/V/222使用梳狀信號發(fā)生器的 CDN方法試驗采用梳狀信號發(fā)生器用 CDN方法進(jìn)行輻射測試，試驗結(jié)果如下所示。 梳狀信號源用CDN方法測試數(shù)圖一覽EUT NameSignal Gen eratorLimit:CISPR 15個人收集整理，勿做商業(yè)用途Operati on Mo

11、de:5MHzRemark:CDN MethodEn viro nment:Tem:24 C Hum:51%101kPa120 kHz2 msMTDetected Peaks:Frequency（MHz）PK MaxHold dB（卩 V）QP Value dB（卩 V）QP Limit dB（卩 V）QP Margin dBResult50.00076.976.8/100.00079.078.9/150.00073.273.1/200.00069.669.5/250.00073.373.2/223使用梳狀信號發(fā)生器的測試布置為了進(jìn)一步驗證電波暗室法和CDN方法測試結(jié)果的差異和一致性，我們采用

12、梳狀信號發(fā)生器運(yùn)用這兩種方法分別進(jìn)行測試，試驗布置如圖4和圖5所示。圖4使用梳狀信號發(fā)生器的電波暗室法試驗布置圖5使用梳狀信號發(fā)生器的 CDN方法試驗布2.3驗證分析結(jié)論基于當(dāng)前的測試設(shè)備和測試方法，從上述測試數(shù)據(jù)對比來看，電波暗室法和CDN方法之間的輻射騷擾測試結(jié)果在頻點(diǎn)和幅度方面還是存在一定的差異。本文認(rèn)為，導(dǎo)致差異的原因大致有以下：個人收集整理，勿做商業(yè)用途第一，一部分由測試設(shè)備、 測試場地、測試人員以及環(huán)境條件等客觀因素所構(gòu)成的測量不確定度引起， 這些差異往往是固有的、不可消除的；第二，鑒于CDN方法和電波暗室法在測試原理方面的區(qū)別，通過查詢一些相關(guān)資料了解到，即便各 方面都滿足要求，

13、兩者之間的差異也會客觀存在；第三，相對于在電波暗室通過空間方式測試輻射騷擾，CDN方法在EUT和測量設(shè)備之間需要進(jìn)行線纜的物理連接，而連接質(zhì)量的狀況會直接影響到最終結(jié)果，特別是高頻部分。雖然此次用梳狀信號發(fā)生器 驗證時采用的是焊接，但我們可以看到對高頻部分還是有一定的影響；第四，CISPR 15附錄B的B.1概述中指出：如果照明設(shè)備符合本附錄的要求，則認(rèn)為符合本標(biāo)準(zhǔn) 442規(guī)定的30MHz300MHz頻率范圍內(nèi)輻射騷擾的要求?？梢钥闯?，標(biāo)準(zhǔn)沒有明確指出當(dāng)兩者的結(jié)論出現(xiàn)爭議時，應(yīng)以哪一種方法為準(zhǔn)。因此，本文認(rèn)為，基于符合要求的測量設(shè)備、測量場地和測量步驟，標(biāo)準(zhǔn)承 認(rèn)這兩種方法在測試結(jié)論的判定方面

14、客觀存在的差異。3. 業(yè)內(nèi)掃描鑒于上述驗證分析結(jié)論，通過與行業(yè)內(nèi)其他機(jī)構(gòu)技術(shù)人員溝通了解，進(jìn)而獲悉兩種測試方法之間的確 存在差異。同時，進(jìn)一步了解到其他一些實驗室（如SGS、 Nemko、TUV萊茵、TUV PS、 Intertek等）對CISPR 15所提出的輻射騷擾測試的 CDN方法仍然保持比較審慎的態(tài)度，基本上還是沿用傳統(tǒng)的電波暗 室法進(jìn)行測試。在了解到的諸多實驗室中，也會有實驗室在客戶的強(qiáng)烈要求下偶爾采用CDN方法。然而，他們通常默認(rèn)的并向客戶推薦的還是在電波暗室內(nèi)進(jìn)行燈具的輻射測試，不管是認(rèn)證項目還是客戶的摸底測試。4. 初探觀點(diǎn)基于以下因素，本文認(rèn)為目前對采用 CDN方法進(jìn)行燈具產(chǎn)

15、品的輻射騷擾測試仍需保持謹(jǐn)慎保守的態(tài)度 較妥。首先，作為人們?nèi)粘Ｉ畋夭豢扇钡恼彰髌骶?，在全球“低碳環(huán)?！钡南M(fèi)理念指引下，燈具行業(yè)制 造商紛紛大量地推出種類繁多的節(jié)能產(chǎn)品，這也給從事燈具產(chǎn)品研發(fā)調(diào)試、出廠/入廠檢測以及認(rèn)證檢測等環(huán)節(jié)缺乏電波暗室條件的工作帶來一定的壓力，CISPR 15所提出的CDN方法無疑是對這一狀況的變通和緩解。而我們具備電波暗室的硬件優(yōu)勢，并且從目前測試場地的統(tǒng)籌安排來看還有一定的協(xié)調(diào)空間。其次，行業(yè)內(nèi)很多“品牌機(jī)構(gòu)”依然沿用電波暗室測試方法，測試方法的一致性有利于保證測試結(jié)論 的一致性。最后，根據(jù)個人和實驗室同事所做的大量燈具產(chǎn)品輻射騷擾經(jīng)驗總結(jié)，所測得EUT的最差結(jié)

16、果一般是在接收天線處于垂直極性時，這與測試布置中EUT電源線的擺放一致。不可否認(rèn)，燈具產(chǎn)品的輻射與其線纜，特別是電源線有著極大的關(guān)系。綜合這一現(xiàn)象，標(biāo)準(zhǔn)起草者提出用CDN方法對電源線的測試來替代電波暗室法進(jìn)行輻射騷擾測試便順理成章，并根據(jù)上限頻率300MHz的波長規(guī)定了測試布置中電源線的長度。然而，面對燈具產(chǎn)品種類的多樣化和時鐘頻率的不斷提高，相對于傳統(tǒng)的電波暗室法，CDN方法應(yīng)該不是一種完美的替代。當(dāng)然，如果客戶對燈具產(chǎn)品的CDN方法有一定的需求，在明確產(chǎn)品特性的前提下并和客戶溝通的基礎(chǔ)上，我們完全可以考慮嘗試該方法。參考文獻(xiàn)：1 CISPR 15:2009 Z. Limits and methods of measurement of radio disturbanee characteristics of electricallighti ng and similar equipme nt.2 CISPR 22:2008 Z. I nformation tech no logy equipme nt -Radio disturba nee characteristics -Limits and methods個人收集整理，勿做商業(yè)用途of measureme nt.3 IE