CDN法測(cè)試和輻射騷擾的電波暗室法對(duì)比驗(yàn)證

...wd......wd......wd...CDN法測(cè)試與輻射騷擾的電波暗室法比照驗(yàn)證【摘要】依據(jù)最新版《電氣照明和類似設(shè)備的無(wú)線電騷擾特性的限值和測(cè)量方法》要求，在全面比照分析燈具產(chǎn)品輻射騷擾測(cè)試的電波暗室法和CDN法試驗(yàn)方法及試驗(yàn)結(jié)果的根基上，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(yàn)方法的應(yīng)用提出個(gè)人見(jiàn)解?！娟P(guān)鍵詞】電波暗室法CDN法探析1.概況介紹相對(duì)于舊版本的燈具類產(chǎn)品EMC標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)最新版本CISPR15/EN55015/GB17743《電氣照明和類似設(shè)備的無(wú)線電騷擾特性的限值和測(cè)量方法》要求，需要增加測(cè)量頻率范圍30MHz～300MHz的輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng)，測(cè)量方法可以為：〔1〕依據(jù)CISPR22在開(kāi)闊場(chǎng)或電波暗室進(jìn)展試驗(yàn)，應(yīng)用CISPR22:2008第10章規(guī)定的方法?！?〕使用符合以下要求的耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)〔CDN〕進(jìn)展測(cè)量：①CDN阻抗參數(shù)在IEC61000-4-6中規(guī)定；②∣Zce∣阻抗應(yīng)為150Ω，在擴(kuò)展的80MHz～300MHz頻率范圍內(nèi)公差為+60Ω/-60Ω。CDN測(cè)試試驗(yàn)布置如以以下圖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20cm。照明設(shè)備通過(guò)一根長(zhǎng)〔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±1〕cm，并使用高度為〔4±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(jiàn)IEC61000-4-6。CDN測(cè)試試驗(yàn)布置操作步驟如下：〔1〕把CDN、測(cè)量接收機(jī)的地線進(jìn)展接地連接，并確保接地良好；〔2〕接上被測(cè)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(cè)量接收機(jī)；〔5〕由于在CDN的RF輸出端有6dB衰減器，6dB也應(yīng)修正到最終結(jié)果中。測(cè)量可以在無(wú)屏蔽的室內(nèi)進(jìn)展，離導(dǎo)電部件的距離應(yīng)大于40cm。圖1測(cè)試布置示意圖R—測(cè)量接收機(jī)CDN—耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)SV—電源EUT—受試設(shè)備MP—接地平板T－6dB,50Ω衰減器2驗(yàn)證分析2.1實(shí)際產(chǎn)品測(cè)試比照2.1.1電波暗室法測(cè)試按照電波暗室法試驗(yàn)布置，選擇一個(gè)燈具樣品進(jìn)展測(cè)試，試驗(yàn)結(jié)果如下所示。實(shí)際產(chǎn)品用電波暗室法測(cè)試數(shù)圖一覽EUTNameLEDLampTestdistance:3mOperationMode:NormaloperationLimit:CISPR15Environment:Tem:24℃Hum:51%101kPaANTPolarity:HorizontalVoltageSupply:230V/50HzDetectedPeaks:Frequency(MHz)PKMaxHolddB(μV/m)QPValuedB(μV/m)QPLimitdB(μV/m)QPMargindBPolarityH/VResult110.36347.140.740-0.7HFail189.14749.743.040-3.0HFailEUTNameLEDLampTestdistance:3mOperationMode:NormaloperationLimit:CISPR15Environment:Tem:24℃Hum:51%101kPaANTPolarity:VerticalVoltageSupply:230V/50HzDetectedPeaks:Frequency(MHz)PKMaxHolddB(μV/m)QPValuedB(μV/m)QPLimitdB(μV/m)QPMargindBPolarityH/VResult73.54352.247.040-7.0VFail97.35053.447.640-7.6VFail171.21052.145.640-5.6VFail2.1.2CDN方法測(cè)試按照CDN方法試驗(yàn)布置，采用CDN方法該燈具樣品進(jìn)展輻射測(cè)試，試驗(yàn)結(jié)果如下所示。實(shí)際產(chǎn)品用CDN方法測(cè)試數(shù)圖一覽EUTNameLEDLampLimit:CISPR15OperationMode:NormaloperationVoltageSupply:230V/50HzEnvironment:Tem:24℃Hum:51%101kPaRemark:CDNMethodDetectedPeaks:Frequency(MHz)PKMaxHolddB(μV)QPValuedB(μV)QPLimitdB(μV)QPMargindBResult110.32067.459.254-5.2Fail179.84065.357.054-3.0Fail2.1.3測(cè)試布置依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，電波暗室法和CDN方法試驗(yàn)布置如圖2和圖3所示。圖2電波暗室法試驗(yàn)布置圖3CDN方法試驗(yàn)布置2.2使用梳狀信號(hào)發(fā)生器比照分析一直以來(lái)，我們?cè)诜e極地探尋一種標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源，通過(guò)該設(shè)備可以非常直觀地驗(yàn)證電波暗室法和CDN方法之間存在的差異以及一致性問(wèn)題。最終確定是否可以用梳狀信號(hào)發(fā)生器進(jìn)展嘗試，但其合理性有待商榷。2.2.1使用梳狀信號(hào)發(fā)生器的電波暗室法試驗(yàn)采用梳狀信號(hào)發(fā)生器用電波暗室法進(jìn)展輻射測(cè)試，試驗(yàn)結(jié)果如下所示。梳狀信號(hào)源用電波暗室法測(cè)試數(shù)圖一覽EUTNameSignalGeneratorTestdistance:3mOperationMode:5MHzLimit:CISPR15Environment:Tem:24℃Hum:51%101kPaANTPolarity:VerticalDetectedPeaks:Frequency(MHz)PKMaxHolddB(μV/m)QPValuedB(μV/m)QPLimitdB(μV/m)QPMargindBPolarityH/VResult50.00046.346.1//V/100.00051.351.11//V/150.00052.652.4//V/200.00053.753.6//V/250.0006363.863.7//V/2.2.2使用梳狀信號(hào)發(fā)生器的CDN方法試驗(yàn)采用梳狀信號(hào)發(fā)生器用CDN方法進(jìn)展輻射測(cè)試，試驗(yàn)結(jié)果如下所示。梳狀信號(hào)源用CDN方法測(cè)試數(shù)圖一覽EUTNameSignalGeneratorLimit:CISPR15OperationMode:5MHzRemark:CDNMethodEnvironment:Tem:24℃Hum:51%101kPaDetectedPeaks:Frequency(MHz)PKMaxHolddB(μV)QPValuedB(μV)QPLimitdB(μV)QPMargindBResult50.00076.976.8///100.00079.078.9///150.00073.273.1///200.00069.669.5///250.00073.373.2///2.2.3使用梳狀信號(hào)發(fā)生器的測(cè)試布置為了進(jìn)一步驗(yàn)證電波暗室法和CDN方法測(cè)試結(jié)果的差異和一致性，我們采用梳狀信號(hào)發(fā)生器運(yùn)用這兩種方法分別進(jìn)展測(cè)試，試驗(yàn)布置如圖4和圖5所示。圖4使用梳狀信號(hào)發(fā)生器的電波暗室法試驗(yàn)布置圖5使用梳狀信號(hào)發(fā)生器的CDN方法試驗(yàn)布2.3驗(yàn)證分析結(jié)論基于當(dāng)前的測(cè)試設(shè)備和測(cè)試方法，從上述測(cè)試數(shù)據(jù)比照來(lái)看，電波暗室法和CDN方法之間的輻射騷擾測(cè)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：第一，一局部由測(cè)試設(shè)備、測(cè)試場(chǎng)地、測(cè)試人員以及環(huán)境條件等客觀因素所構(gòu)成的測(cè)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(cè)試原理方面的區(qū)別，通過(guò)查詢一些相關(guān)資料了解到，即便各方面都滿足要求，兩者之間的差異也會(huì)客觀存在；第三，相對(duì)于在電波暗室通過(guò)空間方式測(cè)試輻射騷擾，CDN方法在EUT和測(cè)量設(shè)備之間需要進(jìn)展線纜的物理連接，而連接質(zhì)量的狀況會(huì)直接影響到最終結(jié)果，特別是高頻局部。雖然此次用梳狀信號(hào)發(fā)生器驗(yàn)證時(shí)采用的是焊接，但我們可以看到對(duì)高頻局部還是有一定的影響；第四，CISPR15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)4.4.2規(guī)定的30MHz～300MHz頻率范圍內(nèi)輻射騷擾的要求?？梢钥闯?，標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有明確指出當(dāng)兩者的結(jié)論出現(xiàn)爭(zhēng)議時(shí)，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(cè)量設(shè)備、測(cè)量場(chǎng)地和測(cè)量步驟，標(biāo)準(zhǔn)成認(rèn)這兩種方法在測(cè)試結(jié)論的判定方面客觀存在的差異。3.業(yè)內(nèi)掃描鑒于上述驗(yàn)證分析結(jié)論，通過(guò)與行業(yè)內(nèi)其他機(jī)構(gòu)技術(shù)人員溝通了解，進(jìn)而得悉兩種測(cè)試方法之間確實(shí)存在差異。同時(shí)，進(jìn)一步了解到其他一些實(shí)驗(yàn)室〔如SGS、Nemko、TUV萊茵、TUVPS、Intertek等〕對(duì)CISPR15所提出的輻射騷擾測(cè)試的CDN方法仍然保持比擬審慎的態(tài)度，根本上還是沿用傳統(tǒng)的電波暗室法進(jìn)展測(cè)試。在了解到的諸多實(shí)驗(yàn)室中，也會(huì)有實(shí)驗(yàn)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)展燈具的輻射測(cè)試，不管是認(rèn)證工程還是客戶的摸底測(cè)試。4.初探觀點(diǎn)基于以下因素，本文認(rèn)為目前對(duì)采用CDN方法進(jìn)展燈具產(chǎn)品的輻射騷擾測(cè)試仍需保持慎重保守的態(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)保〞的消費(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(cè)以及認(rèn)證檢測(cè)等環(huán)節(jié)缺乏電波暗室條件的工作帶來(lái)一定的壓力，CISPR15所提出的CDN方法無(wú)疑是對(duì)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(shì)，并且從目前測(cè)試場(chǎng)地的統(tǒng)籌安排來(lái)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(cè)試方法，測(cè)試方法的一致性有利于保證測(cè)試結(jié)論的一致性。最后，根據(jù)個(gè)人和實(shí)驗(yàn)室同事所做的大量燈具產(chǎn)品輻射騷擾經(jīng)歷總結(jié)，所測(cè)得EUT的最差結(jié)果一般是在接收天線處于垂直極性時(shí)，這與測(cè)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(duì)電源線的測(cè)試來(lái)替代電波暗室法進(jìn)展輻射騷擾測(cè)試便順理成章，并根據(jù)上限頻率300MHz的波長(zhǎng)規(guī)定了測(cè)試布置中電源線的長(zhǎng)度。然而，面對(duì)燈具產(chǎn)品種類的多樣化和時(shí)鐘頻率的不斷提高，相對(duì)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(duì)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根基上，我們完全可以考慮嘗試該方法。參考文獻(xiàn)：[1]CISPR15:2009[Z].Limitsandmethodsofmeasurementofradiodisturbancecharacteristicsofelectricallightingandsimilarequipment.[2]CISPR22:2008[Z].Informationtechnologyequipment–Radiodisturbancecharacteristics–Limitsandmethodsofmeasurement.[3]IEC61000-4-6:200