“军用EMC标准GJB 151B中的CS114项目是所有军用装备平台必须进行的5项测试中的一项,是电缆束传导敏感度大电流注入干扰测试。”
这段话用来为今天的主角开篇很贴切。CS114测试属于传导抗扰检测项目,检测过程中涉及到的校准配置和测试配置比较复杂。CS114测试项目用于检验受试设备(EUT)承受耦合到与EUT有关电缆和电源上的射频信号的能力。要求通过注入探头施加干扰在EUT线束时,EUT不应出现任何故障、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。在如今许多做军品的客户中,它早就被贴上了军品EMC检测必检的标签。
CS114 - “我的前生今世”
CS114测试自1993年美军标MIL-STD-461D开始被引入,国军标借鉴了国际性军标,又结合国内的实际情况进行了剪裁和改进。于1997年推出GJB 151A/152A。目前标准最新版本为GJB 151B-2013/MIL-STD-461G。
我们秉持着:“摸着鹰酱过河,把鹰酱摸秃。”
相较于GJB 151A,GJB 151B做了一些变化——
限值变化
对应曲线一至曲线五的最大电流限值由83dBμA~115dBμA分别改为曲线X( X表示一、二、三、四、五)与6dB之和;曲线四补充了10kHz~2MHz限值。
频率范围扩展
对舰船和潜艇设备在4kHz~1MHz额外增加了77dBμA限值要求。
适用范围变化
5.16.2条款最后一句“本项目不适用于接收机天线的同轴电缆,水下舰艇和潜艇除外”为新增内容。
参数变化
对注入探头的插入损耗参数提出要求,删除了GJB 152A-1997 CS114中有关环路阻抗测试的内容。
在了解怎么做之前,我们先从原理开始,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,用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。
了解完原理,我们开始讲讲测试设备和配置,先看所需的设备——
• 测量接收机
• 注入探头
• 监测探头
• 校验装置:具有50Ω特性阻抗的同轴传输线。其两端为同轴连接器,中心导体周围为校验入探头提供足够空间。
• 定向耦合器。
• 信号发生器。
• 衰减器,50Ω
• 同轴负载,50Ω
• 功率放大器
• LISN
在试验之前以前向功率作为试验的基准参数进行系统校准,产生所要测试的电流等级,记录好功放输出的前向功率,进行标定,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。
校验完成,开始测试。按下图方法连接测试设备,由信号发生器产生的干扰小信号(1kHz、占空比50%的脉冲调制信号)通过功率放大器放大之后,经过定向耦合器,再通过电流注入探头施加到被试设备的电源线或信号线上,以此来判断被试产品的功能是否收到影响而产生失效”
试验完成后,需提供如下测试数据:
• 限值、实际施加的幅频曲线或数据表;
• 各受试电缆束是否满足敏感度要求的说明
• EUT 发生敏感的电缆束、频率、敏感度门限电平及其工作状态
CS114离不开功率放大器,功放离不开TESEQ(AMETEK CTS )的CBA4K400M-100E功率放大器。
主要特点:
• A类线性功放,低失真设计
• 专为BCI测试设计
• 高可靠性GaN技术
• 可通过Ethernet接口远程控制
• 过温保护、开路和短路保护
• 真A类功放,可承受的VSWR无限制,即使全反射也不会功率退回
上图中所列出的固态射频功放,可应用于——
• ISO 11452-4:大电流注入测试(BCI)
• IEC 61000-4-6:射频传导抗扰测试(CS)
• RTCA DO-160G section 20-
除了功放,还需要覆盖所需频段的射频信号源(推荐NSG 4070C2);大电流注入探头(推荐CIP 9136A);电流监测探头(推荐MD 4070A);定向耦合器(推荐DCP 0100B),别些个暂时不表……