一、前言

上一篇文章為大家介紹了使用EMC測試軟件執(zhí)行輻射抗擾度測試的測試方法。本章將介紹頻率變化模式測試方法、校準方法及調制。

如何使用EMC測試軟件執(zhí)行輻射抗擾度測試？（一）測試方法

二、頻率變化模式測試方法

大多數(shù)EMC標準沒有描述射頻信號是否必須在測試頻率之間打開和關閉，以及如何打開和關閉。 在現(xiàn)實世界中，射頻場的轉變經(jīng)常發(fā)生。例如，打開手持式發(fā)射器或移動電話將會在射頻場中產生轉變。因此，如果所使用的測試標準沒有規(guī)定處理測試點之間的場的定義方法，我們建議使用“壓力測試”方法。在此測試方法中，射頻信號在每個測試點之間打開和關閉。 TS-RadiMation?支持四種不同的方式在測試頻率之間生成射頻信號。這四種方法可在替代、電流均衡、固定發(fā)電機和最低性能水平測試期間使用。有關這些方法的更多信息，請參閱以下段落：● Stress test method（壓力測試方法）● Ramp method（斜坡法）● Constant method（常數(shù)法）● Fast Constant method（快速常數(shù)法）除了這些“標準”測試方法之外，TS-RadiMation?支持之前描述的最低性能方法。

1.壓力測試方法：

在壓力測試方法期間，RF測試信號在測試點之間打開和關閉。射頻場的瞬變會對電子設備產生很大的影響，而具有相同幅度的恒定射頻場則不會產生任何影響。因此，“壓力測試”測試方法是一種最壞情況測試方法，并非所有EMC標準都需要這種方法。但是，由于此測試方法以最佳方式模擬現(xiàn)實世界的情況，因此我們建議使用此方法作為標準方法，除非有充分的理由使用其他方法測試EUT。

2.斜坡法：

在斜坡方法期間，對于每個測試點，射頻信號從低于所需電平的電平斜坡上升。斜坡上升和斜坡下降時間以及衰減可由軟件配置。經(jīng)過一段“停留時間”的測試后，射頻信號將斜坡下降至低于測試電平的電平。

3.常數(shù)法：

在恒定方法期間，RF場盡可能保持恒定（即，場在測試點之間不會關閉）。當然，任何測試設置（信號發(fā)生器、放大器、布線和注入鉗）都會有頻率響應，該頻率響應并不完全平坦。由于這種頻率響應，頻率點之間的切換總是會導致射頻電平發(fā)生輕微變化。根據(jù)頻率響應，下一個頻率點的系統(tǒng)增益可以大于或小于前一個頻率點的增益。為了避免頻率變化期間出現(xiàn)正向射頻電平轉換（這將導致過度測試），軟件會確定下一個頻率點的驅動電平是高于還是低于當前頻率點的驅動電平。如果下一個頻率點的驅動電平較低，則首先減小幅度，然后增加頻率。然而，如果下一個頻率點的驅動電平較高，則首先增加頻率，然后增加幅度。達到正確的功率水平后，駐留時間開始，并應用配置后的調制。

4.快速常數(shù)法：

對于恒定方法，在快速恒定方法期間，RF場盡可能保持恒定（即，在測試點之間不關閉場）。與恒定場方法相反，在測試期間調制不會打開和關閉。這意味著軟件在調制打開的情況下測量功率和磁場。該軟件將糾正由于調制引起的測量誤差。雖然這會導致測試誤差稍高，但調制切換不會導致射頻場發(fā)生瞬變。這種測試方法將比由于缺乏調平時間而導致的持續(xù)現(xiàn)場測試更快。根據(jù)測試設備的質量和頻率步長的不同，測試信號的幅度會略有變化。使用較小的步長可以最大程度地減少此問題。由于上述方法，在恒定場方法中，不會發(fā)生過度測試。

三、校準方法

1.信號發(fā)生器電平校準：

在信號發(fā)生器電平校準期間，僅記錄信號發(fā)生器電平。在信號發(fā)生器電源替代測試期間，放大器輸入的信號發(fā)生器電平與校準期間記錄的保持相同。該方法沒有考慮放大器的不穩(wěn)定性。在這種校準方法中，不需要功率計。此方法不如正向功率和反射功率校準準確，因此不建議用于完全合規(guī)性測試。在信號電平校準期間，記錄校準期間的場強。

2.正向功率校準：

在正向功率校準期間，記錄發(fā)射天線的正向功率。在正向功率替代測試期間，天線的正向功率保持與校準期間相同。通過這種方法，放大器漂移不會對測試產生影響。當進行正向校準時，該校準文件還可用于執(zhí)行信號發(fā)生器替代測試。在正向功率校準期間，記錄校準期間的信號發(fā)生器電平和場強。

3.凈功率校準：

在凈功率校準期間，記錄天線的正向功率和反射功率。正向功率和反射功率之差就是凈功率。測試期間，凈功率保持與校準期間相同。當大型金屬EUT放置在天線前面時，一些RF能量會反射回天線，導致更差的VSWR。當僅校準正向功率時，這種影響不會得到補償。校準凈功率時，天線發(fā)射功率與校準期間保持相同。當進行凈功率校準時，該校準文件還可以用于執(zhí)行信號發(fā)生器替代測試或正向功率替代測試。在正向功率校準期間，記錄校準期間的信號發(fā)生器電平、正向功率電平和場強。

四、調制

1.調幅（AM）

在大多數(shù)輻射和傳導抗擾度測試中，測試信號必須是調幅(AM)的。如果選擇調制，則該調制將僅在停留時間期間開啟。在測試點之間，當測試信號設置并調整到下一個頻率點時，調制將關閉。其原因是，在調制打開的情況下，場或電流的測量不如沒有調制的準確。這在實時分級測試中非常重要。根據(jù)所使用的信號發(fā)生器的功能，可以使用內部和外部調制源。 對于大多數(shù)EMC標準，射頻信號采用1 kHz、80%AM調制進行調制。

（1）無守恒

當選擇“無”守恒時，AM將應用于CW信號之上，并且調制信號的最大值將高于未調制的CW信號。

根據(jù)EN61000-4-3和EN61000-4-6，已調制RF信號的幅度是未調制CW RF信號幅度的1.8倍。當選擇“無守恒”時，AM信號的峰值等于（（100%+調制深度）/100%）乘以未調制的CW信號的峰值。

（2）電壓守恒

對于汽車標準，對于95/54/EEC，調制信號的峰值應該被調節(jié)為使得調制信號的峰值電壓值等于未調制的CW信號的峰值電壓值。

TS-RadiMation?通過“電壓守恒”（也稱為“振幅守恒”）選項支持這種類型的AM調制。以調制信號的峰值電壓值等于未調制的CW信號的峰值電壓值的方式調整AM調制信號的幅度。

（3）功率守恒

當選擇“功率守恒”時，AM調制信號的幅度會以調制信號的RMS功率內容等于未調制CW信號的RMS功率內容的方式進行調整。

（4）顯示調制值

在TS-RadiMation?中，測量的場、測量的電壓和測量的電流始終顯示為相應的非調制測試級別。針對所應用的調制和可能的所應用的調制守恒來校正測量值。 顯示校正后的測量數(shù)據(jù)的原因是由標準中的測試級別規(guī)范引起的。每個標準都以未調制的CW值指定測試級別。當還應應用調制時，這在標準中單獨指定。還可以指定對調制的電壓或功率節(jié)省的更具體的要求。如果應用調制和可能的守恒，這將導致圖表中顯示不同的測量值。在這種情況下，圖表將顯示與標準中的測試級別規(guī)范相比更高或更低的測試級別。當測量值針對所應用的調制和可能應用的保護進行校正時，圖表中顯示的值將是相應的CW值，這將直接與標準中的測試級別規(guī)范進行比較。因此，校正后的測量值的顯示將防止測量值與標準中的測試水平規(guī)范之間的大量混淆。 舉例：在無調制的輻射抗擾度替代測試中，測試電平為10 V/m，測得的場強將為10 V/m，也會顯示該值。如果使用80%AM調制進行相同的測試，將測量到18 V/m的場強。然而，在這種情況下，軟件將顯示10 V/m，因為這是所請求的測試級別。顯示的值仍然是測量值，但測量值針對所應用的調制進行了校正。如果使用調制守恒，圖表也會被校正以顯示相關水平。因此，如果在上述示例中還選擇了調制電壓保護，則載波電平將降低5.1 dB。測量的場強將再次為10 V/m，并且圖表也將顯示10 V/m。作為此實現(xiàn)的結果，在最佳情況下，計算字段、測量字段和指定測試級別的值應在圖表中顯示為相同的值。 此外，電流、電壓和功率水平的圖表針對所應用的調制和守恒進行了校正。對測量值的修正取決于所使用的測量設備在應用調制時正確測量值的能力。例如，如果在應用調制時場強傳感器在電場測量期間發(fā)生錯誤，則測量的場強的校正和顯示值也將不準確。這種情況僅適用于測量調制信號的情況，并且只有在單頻段測試期間使用“快速恒定”頻率變化模式或在多頻段測試期間啟用“在駐留時間之外應用調制”時才可能出現(xiàn)這種情況。

2.調頻（FM）

頻率調制是頻率調制信號的模擬。在頻率調制期間，載波頻率稍微改變?yōu)榱硪粋€頻率，以對傳輸信號中的信息進行編碼。例如，F(xiàn)M無線電廣播就使用了這種方法，其中根據(jù)應傳輸?shù)?a target="_blank">音頻對載波頻率進行輕微修改。載波頻率的較大變化編碼出較大的值，并且載波波動的速度表示生成的音調的頻率。因此，F(xiàn)M無線電廣播電臺以90.8 MHz發(fā)射的1 kHz音調以1 kHz的速率在90.725 MHz和90.875 MHz之間改變載波頻率。 有2個參數(shù)定義了如何執(zhí)行頻率調制：● 頻率：指定載波頻率改變速率的頻率。 ● 頻率偏差：應應用的載波頻率的最大變化。因此，載波頻率在（測試頻率-頻率偏差）和（測試頻率+頻率偏差）之間變化。 當在EMC測試期間使用頻率調制時，載波頻率的頻率變化會隨著時間的推移以正弦波的形式應用，其中指定的偏差是在正弦波頂部應用的載波頻率的最大頻移。施加頻率偏差正弦波的頻率是指定的頻率調制頻率。 在前面給出的FM無線電廣播電臺的示例中，F(xiàn)M調制的設置將是：頻率：1 kHz，頻率偏差：75 kHz。

3.脈沖調制（PM）

脈沖調制是數(shù)字調制技術的模擬，例如移動電話所使用的技術。通過脈沖調制，CW載波會暫時啟用（打開）和禁用（關閉）。當載波被禁用時，在該關閉時間段內不會生成任何信號。 有幾個參數(shù)定義了如何執(zhí)行脈沖調制：● 頻率：決定生成脈沖的頻率的頻率?！?占空比：接通時間與接通和斷開時間之和之間的關系（以百分比表示）。占空比應始終在0%到100%之間● 脈沖寬度：單個生成脈沖的持續(xù)時間。脈沖寬度應始終小于：1/頻率 [Hz]。 不同的標準描述了應應用的脈沖調制的不同參數(shù)。下圖顯示了占空比為50%的脈沖調制示例。

脈沖調制的參數(shù)之間存在一定的關系，修改一個參數(shù)會自動改變其他參數(shù)之一。

（1）門控/突發(fā)脈沖調制(BPM)

門控脈沖調制使用與上述脈沖調制相同的調制設置。這些設置也同樣適用。 門控脈沖調制應用于上述脈沖調制之上，這樣就增加了以下功能：僅生成設定數(shù)量的“脈沖”，之后等待“門控周期”的剩余部分，然后開始下一個周期。 為了實現(xiàn)這種門控脈沖調制，需要使用以下附加參數(shù)：● 脈沖計數(shù)[-]：每次突發(fā)中必須門控的脈沖數(shù)量?！?門控周期[s]：每個生成的突發(fā)周期的開始時刻之間的持續(xù)時間。 本篇文章為大家介紹了頻率變化模式測試方法、校準方法及調制。下一章將介紹執(zhí)行輻射抗擾度測試的軟件調查和手動模式。

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審核編輯 黃宇