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(diào)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(guān)閉，以及如何打開和關(guān)閉。 在現(xiàn)實世界中，射頻場的轉(zhuǎn)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(chǎn)生轉(zhuǎn)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(guān)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(guān)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(guān)閉。射頻場的瞬變會對電子設(shè)備產(chǎn)生很大的影響，而具有相同幅度的恒定射頻場則不會產(chǎn)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(guān)閉）。當然，任何測試設(shè)置（信號發(fā)生器、放大器、布線和注入鉗）都會有頻率響應(yīng)，該頻率響應(yīng)并不完全平坦。由于這種頻率響應(yīng)，頻率點之間的切換總是會導(dǎo)致射頻電平發(fā)生輕微變化。根據(jù)頻率響應(yīng)，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(zhuǎn)換（這將導(dǎo)致過度測試），軟件會確定下一個頻率點的驅(qū)動電平是高于還是低于當前頻率點的驅(qū)動電平。如果下一個頻率點的驅(qū)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(qū)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(yīng)用配置后的調(diào)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(guān)閉場）。與恒定場方法相反，在測試期間調(diào)制不會打開和關(guān)閉。這意味著軟件在調(diào)制打開的情況下測量功率和磁場。該軟件將糾正由于調(diào)制引起的測量誤差。雖然這會導(dǎo)致測試誤差稍高，但調(diào)制切換不會導(dǎo)致射頻場發(fā)生瞬變。這種測試方法將比由于缺乏調(diào)平時間而導(dǎo)致的持續(xù)現(xiàn)場測試更快。根據(jù)測試設(shè)備的質(zhì)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(chǎn)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(dǎo)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(diào)制

1.調(diào)幅（AM）

在大多數(shù)輻射和傳導(dǎo)抗擾度測試中，測試信號必須是調(diào)幅(AM)的。如果選擇調(diào)制，則該調(diào)制將僅在停留時間期間開啟。在測試點之間，當測試信號設(shè)置并調(diào)整到下一個頻率點時，調(diào)制將關(guān)閉。其原因是，在調(diào)制打開的情況下，場或電流的測量不如沒有調(diào)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(nèi)部和外部調(diào)制源。 對于大多數(shù)EMC標準，射頻信號采用1 kHz、80%AM調(diào)制進行調(diào)制。

（1）無守恒

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

根據(jù)EN61000-4-3和EN61000-4-6，已調(diào)制RF信號的幅度是未調(diào)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(diào)制深度）/100%）乘以未調(diào)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(diào)制信號的峰值應(yīng)該被調(diào)節(jié)為使得調(diào)制信號的峰值電壓值等于未調(diào)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(diào)制。以調(diào)制信號的峰值電壓值等于未調(diào)制的CW信號的峰值電壓值的方式調(diào)整AM調(diào)制信號的幅度。

（3）功率守恒

當選擇“功率守恒”時，AM調(diào)制信號的幅度會以調(diào)制信號的RMS功率內(nèi)容等于未調(diào)制CW信號的RMS功率內(nèi)容的方式進行調(diào)整。

（4）顯示調(diào)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(yīng)的非調(diào)制測試級別。針對所應(yīng)用的調(diào)制和可能的所應(yīng)用的調(diào)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(diào)制的CW值指定測試級別。當還應(yīng)應(yīng)用調(diào)制時，這在標準中單獨指定。還可以指定對調(diào)制的電壓或功率節(jié)省的更具體的要求。如果應(yīng)用調(diào)制和可能的守恒，這將導(dǎo)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(yīng)用的調(diào)制和可能應(yīng)用的保護進行校正時，圖表中顯示的值將是相應(yīng)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(diào)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(diào)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(yīng)用的調(diào)制進行了校正。如果使用調(diào)制守恒，圖表也會被校正以顯示相關(guān)水平。因此，如果在上述示例中還選擇了調(diào)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(jié)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(yīng)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(yīng)用的調(diào)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(shè)備在應(yīng)用調(diào)制時正確測量值的能力。例如，如果在應(yīng)用調(diào)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(diào)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(yīng)用調(diào)制”時才可能出現(xiàn)這種情況。

2.調(diào)頻（FM）

頻率調(diào)制是頻率調(diào)制信號的模擬。在頻率調(diào)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(yīng)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(diào)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(diào)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(diào)制：● 頻率：指定載波頻率改變速率的頻率。 ● 頻率偏差：應(yīng)應(yīng)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(diào)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(yīng)用，其中指定的偏差是在正弦波頂部應(yīng)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(diào)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(diào)制的設(shè)置將是：頻率：1 kHz，頻率偏差：75 kHz。

3.脈沖調(diào)制（PM）

脈沖調(diào)制是數(shù)字調(diào)制技術(shù)的模擬，例如移動電話所使用的技術(shù)。通過脈沖調(diào)制，CW載波會暫時啟用（打開）和禁用（關(guān)閉）。當載波被禁用時，在該關(guān)閉時間段內(nèi)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(diào)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(guān)系（以百分比表示）。占空比應(yīng)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(yīng)始終小于：1/頻率 [Hz]。 不同的標準描述了應(yīng)應(yīng)用的脈沖調(diào)制的不同參數(shù)。下圖顯示了占空比為50%的脈沖調(diào)制示例。

脈沖調(diào)制的參數(shù)之間存在一定的關(guān)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(diào)制(BPM)

門控脈沖調(diào)制使用與上述脈沖調(diào)制相同的調(diào)制設(shè)置。這些設(shè)置也同樣適用。 門控脈沖調(diào)制應(yīng)用于上述脈沖調(diào)制之上，這樣就增加了以下功能：僅生成設(shè)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(diào)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(diào)制。下一章將介紹執(zhí)行輻射抗擾度測試的軟件調(diào)查和手動模式。

關(guān)于德思特

德思特

是原虹科測試測量事業(yè)部孵化出來的獨立公司，基于超過10年的業(yè)務(wù)沉淀，

德思特公司專注提供電子測試/測量解決方案

。主要業(yè)務(wù)范圍涵蓋：汽車電子仿真及測試、射頻微波及無線通信測試、無線頻譜監(jiān)測與規(guī)劃、無線通信（包括智能網(wǎng)聯(lián)汽車無線通信、軌道交通、衛(wèi)星通信、室內(nèi)無線通信）、半導(dǎo)體測試、PNT解決方案、大物理和光電測試等。核心成員具有

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審核編輯 黃宇