如何使用EMC測(cè)試軟件執(zhí)行輻射抗擾度測(cè)試？（二）測(cè)試、校準(zhǔn)方法及調(diào)制

一、前言

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

如何使用EMC測(cè)試軟件執(zhí)行輻射抗擾度測(cè)試？（一）測(cè)試方法

二、頻率變化模式測(cè)試方法

大多數(shù)EMC標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有描述射頻信號(hào)是否必須在測(cè)試頻率之間打開(kāi)和關(guān)閉，以及如何打開(kāi)和關(guān)閉。 在現(xiàn)實(shí)世界中，射頻場(chǎng)的轉(zhuǎn)變經(jīng)常發(fā)生。例如，打開(kāi)手持式發(fā)射器或移動(dòng)電話將會(huì)在射頻場(chǎng)中產(chǎn)生轉(zhuǎn)變。因此，如果所使用的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有規(guī)定處理測(cè)試點(diǎn)之間的場(chǎng)的定義方法，我們建議使用“壓力測(cè)試”方法。在此測(cè)試方法中，射頻信號(hào)在每個(gè)測(cè)試點(diǎn)之間打開(kāi)和關(guān)閉。 TS-RadiMation?支持四種不同的方式在測(cè)試頻率之間生成射頻信號(hào)。這四種方法可在替代、電流均衡、固定發(fā)電機(jī)和最低性能水平測(cè)試期間使用。有關(guān)這些方法的更多信息，請(qǐng)參閱以下段落：● Stress test method（壓力測(cè)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(biāo)準(zhǔn)”測(cè)試方法之外，TS-RadiMation?支持之前描述的最低性能方法。

1.壓力測(cè)試方法：

在壓力測(cè)試方法期間，RF測(cè)試信號(hào)在測(cè)試點(diǎn)之間打開(kāi)和關(guān)閉。射頻場(chǎng)的瞬變會(huì)對(duì)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(chǎng)則不會(huì)產(chǎn)生任何影響。因此，“壓力測(cè)試”測(cè)試方法是一種最壞情況測(cè)試方法，并非所有EMC標(biāo)準(zhǔn)都需要這種方法。但是，由于此測(cè)試方法以最佳方式模擬現(xiàn)實(shí)世界的情況，因此我們建議使用此方法作為標(biāo)準(zhǔn)方法，除非有充分的理由使用其他方法測(cè)試EUT。

2.斜坡法：

在斜坡方法期間，對(duì)于每個(gè)測(cè)試點(diǎn)，射頻信號(hào)從低于所需電平的電平斜坡上升。斜坡上升和斜坡下降時(shí)間以及衰減可由軟件配置。經(jīng)過(guò)一段“停留時(shí)間”的測(cè)試后，射頻信號(hào)將斜坡下降至低于測(cè)試電平的電平。

3.常數(shù)法：

在恒定方法期間，RF場(chǎng)盡可能保持恒定（即，場(chǎng)在測(cè)試點(diǎn)之間不會(huì)關(guān)閉）。當(dāng)然，任何測(cè)試設(shè)置（信號(hào)發(fā)生器、放大器、布線和注入鉗）都會(huì)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(diǎn)之間的切換總是會(huì)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(gè)頻率點(diǎn)的系統(tǒng)增益可以大于或小于前一個(gè)頻率點(diǎn)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(guò)度測(cè)試），軟件會(huì)確定下一個(gè)頻率點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)電平是高于還是低于當(dāng)前頻率點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)電平。如果下一個(gè)頻率點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)電平較低，則首先減小幅度，然后增加頻率。然而，如果下一個(gè)頻率點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)電平較高，則首先增加頻率，然后增加幅度。達(dá)到正確的功率水平后，駐留時(shí)間開(kāi)始，并應(yīng)用配置后的調(diào)制。

4.快速常數(shù)法：

對(duì)于恒定方法，在快速恒定方法期間，RF場(chǎng)盡可能保持恒定（即，在測(cè)試點(diǎn)之間不關(guān)閉場(chǎng)）。與恒定場(chǎng)方法相反，在測(cè)試期間調(diào)制不會(huì)打開(kāi)和關(guān)閉。這意味著軟件在調(diào)制打開(kāi)的情況下測(cè)量功率和磁場(chǎng)。該軟件將糾正由于調(diào)制引起的測(cè)量誤差。雖然這會(huì)導(dǎo)致測(cè)試誤差稍高，但調(diào)制切換不會(huì)導(dǎo)致射頻場(chǎng)發(fā)生瞬變。這種測(cè)試方法將比由于缺乏調(diào)平時(shí)間而導(dǎo)致的持續(xù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試更快。根據(jù)測(cè)試設(shè)備的質(zhì)量和頻率步長(zhǎng)的不同，測(cè)試信號(hào)的幅度會(huì)略有變化。使用較小的步長(zhǎng)可以最大程度地減少此問(wèn)題。由于上述方法，在恒定場(chǎng)方法中，不會(huì)發(fā)生過(guò)度測(cè)試。

三、校準(zhǔn)方法

1.信號(hào)發(fā)生器電平校準(zhǔn)：

在信號(hào)發(fā)生器電平校準(zhǔn)期間，僅記錄信號(hào)發(fā)生器電平。在信號(hào)發(fā)生器電源替代測(cè)試期間，放大器輸入的信號(hào)發(fā)生器電平與校準(zhǔn)期間記錄的保持相同。該方法沒(méi)有考慮放大器的不穩(wěn)定性。在這種校準(zhǔn)方法中，不需要功率計(jì)。此方法不如正向功率和反射功率校準(zhǔn)準(zhǔn)確，因此不建議用于完全合規(guī)性測(cè)試。在信號(hào)電平校準(zhǔn)期間，記錄校準(zhǔn)期間的場(chǎng)強(qiáng)。

2.正向功率校準(zhǔn)：

在正向功率校準(zhǔn)期間，記錄發(fā)射天線的正向功率。在正向功率替代測(cè)試期間，天線的正向功率保持與校準(zhǔn)期間相同。通過(guò)這種方法，放大器漂移不會(huì)對(duì)測(cè)試產(chǎn)生影響。當(dāng)進(jìn)行正向校準(zhǔn)時(shí)，該校準(zhǔn)文件還可用于執(zhí)行信號(hào)發(fā)生器替代測(cè)試。在正向功率校準(zhǔn)期間，記錄校準(zhǔn)期間的信號(hào)發(fā)生器電平和場(chǎng)強(qiáng)。

3.凈功率校準(zhǔn)：

在凈功率校準(zhǔn)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(cè)試期間，凈功率保持與校準(zhǔn)期間相同。當(dāng)大型金屬EUT放置在天線前面時(shí)，一些RF能量會(huì)反射回天線，導(dǎo)致更差的VSWR。當(dāng)僅校準(zhǔn)正向功率時(shí)，這種影響不會(huì)得到補(bǔ)償。校準(zhǔn)凈功率時(shí)，天線發(fā)射功率與校準(zhǔn)期間保持相同。當(dāng)進(jìn)行凈功率校準(zhǔn)時(shí)，該校準(zhǔn)文件還可以用于執(zhí)行信號(hào)發(fā)生器替代測(cè)試或正向功率替代測(cè)試。在正向功率校準(zhǔn)期間，記錄校準(zhǔn)期間的信號(hào)發(fā)生器電平、正向功率電平和場(chǎng)強(qiáng)。

四、調(diào)制

1.調(diào)幅（AM）

在大多數(shù)輻射和傳導(dǎo)抗擾度測(cè)試中，測(cè)試信號(hào)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(shí)間期間開(kāi)啟。在測(cè)試點(diǎn)之間，當(dāng)測(cè)試信號(hào)設(shè)置并調(diào)整到下一個(gè)頻率點(diǎn)時(shí)，調(diào)制將關(guān)閉。其原因是，在調(diào)制打開(kāi)的情況下，場(chǎng)或電流的測(cè)量不如沒(méi)有調(diào)制的準(zhǔn)確。這在實(shí)時(shí)分級(jí)測(cè)試中非常重要。根據(jù)所使用的信號(hào)發(fā)生器的功能，可以使用內(nèi)部和外部調(diào)制源。 對(duì)于大多數(shù)EMC標(biāo)準(zhǔn)，射頻信號(hào)采用1 kHz、80%AM調(diào)制進(jìn)行調(diào)制。

（1）無(wú)守恒

當(dāng)選擇“無(wú)”守恒時(shí)，AM將應(yīng)用于CW信號(hào)之上，并且調(diào)制信號(hào)的最大值將高于未調(diào)制的CW信號(hào)。

根據(jù)EN61000-4-3和EN61000-4-6，已調(diào)制RF信號(hào)的幅度是未調(diào)制CW RF信號(hào)幅度的1.8倍。當(dāng)選擇“無(wú)守恒”時(shí)，AM信號(hào)的峰值等于（（100%+調(diào)制深度）/100%）乘以未調(diào)制的CW信號(hào)的峰值。

（2）電壓守恒

對(duì)于汽車標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于95/54/EEC，調(diào)制信號(hào)的峰值應(yīng)該被調(diào)節(jié)為使得調(diào)制信號(hào)的峰值電壓值等于未調(diào)制的CW信號(hào)的峰值電壓值。

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

（3）功率守恒

當(dāng)選擇“功率守恒”時(shí)，AM調(diào)制信號(hào)的幅度會(huì)以調(diào)制信號(hào)的RMS功率內(nèi)容等于未調(diào)制CW信號(hào)的RMS功率內(nèi)容的方式進(jìn)行調(diào)整。

（4）顯示調(diào)制值

在TS-RadiMation?中，測(cè)量的場(chǎng)、測(cè)量的電壓和測(cè)量的電流始終顯示為相應(yīng)的非調(diào)制測(cè)試級(jí)別。針對(duì)所應(yīng)用的調(diào)制和可能的所應(yīng)用的調(diào)制守恒來(lái)校正測(cè)量值。 顯示校正后的測(cè)量數(shù)據(jù)的原因是由標(biāo)準(zhǔn)中的測(cè)試級(jí)別規(guī)范引起的。每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都以未調(diào)制的CW值指定測(cè)試級(jí)別。當(dāng)還應(yīng)應(yīng)用調(diào)制時(shí)，這在標(biāo)準(zhǔn)中單獨(dú)指定。還可以指定對(duì)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(cè)量值。在這種情況下，圖表將顯示與標(biāo)準(zhǔn)中的測(cè)試級(jí)別規(guī)范相比更高或更低的測(cè)試級(jí)別。當(dāng)測(cè)量值針對(duì)所應(yīng)用的調(diào)制和可能應(yīng)用的保護(hù)進(jìn)行校正時(shí)，圖表中顯示的值將是相應(yīng)的CW值，這將直接與標(biāo)準(zhǔn)中的測(cè)試級(jí)別規(guī)范進(jìn)行比較。因此，校正后的測(cè)量值的顯示將防止測(cè)量值與標(biāo)準(zhǔn)中的測(cè)試水平規(guī)范之間的大量混淆。 舉例：在無(wú)調(diào)制的輻射抗擾度替代測(cè)試中，測(cè)試電平為10 V/m，測(cè)得的場(chǎng)強(qiáng)將為10 V/m，也會(huì)顯示該值。如果使用80%AM調(diào)制進(jìn)行相同的測(cè)試，將測(cè)量到18 V/m的場(chǎng)強(qiáng)。然而，在這種情況下，軟件將顯示10 V/m，因?yàn)檫@是所請(qǐng)求的測(cè)試級(jí)別。顯示的值仍然是測(cè)量值，但測(cè)量值針對(duì)所應(yīng)用的調(diào)制進(jìn)行了校正。如果使用調(diào)制守恒，圖表也會(huì)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(hù)，則載波電平將降低5.1 dB。測(cè)量的場(chǎng)強(qiáng)將再次為10 V/m，并且圖表也將顯示10 V/m。作為此實(shí)現(xiàn)的結(jié)果，在最佳情況下，計(jì)算字段、測(cè)量字段和指定測(cè)試級(jí)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(duì)所應(yīng)用的調(diào)制和守恒進(jìn)行了校正。對(duì)測(cè)量值的修正取決于所使用的測(cè)量設(shè)備在應(yīng)用調(diào)制時(shí)正確測(cè)量值的能力。例如，如果在應(yīng)用調(diào)制時(shí)場(chǎng)強(qiáng)傳感器在電場(chǎng)測(cè)量期間發(fā)生錯(cuò)誤，則測(cè)量的場(chǎng)強(qiáng)的校正和顯示值也將不準(zhǔn)確。這種情況僅適用于測(cè)量調(diào)制信號(hào)的情況，并且只有在單頻段測(cè)試期間使用“快速恒定”頻率變化模式或在多頻段測(cè)試期間啟用“在駐留時(shí)間之外應(yīng)用調(diào)制”時(shí)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(hào)的模擬。在頻率調(diào)制期間，載波頻率稍微改變?yōu)榱硪粋€(gè)頻率，以對(duì)傳輸信號(hào)中的信息進(jìn)行編碼。例如，F(xiàn)M無(wú)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(duì)載波頻率進(jìn)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(dòng)的速度表示生成的音調(diào)的頻率。因此，F(xiàn)M無(wú)線電廣播電臺(tái)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(gè)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(cè)試頻率-頻率偏差）和（測(cè)試頻率+頻率偏差）之間變化。 當(dāng)在EMC測(cè)試期間使用頻率調(diào)制時(shí)，載波頻率的頻率變化會(huì)隨著時(shí)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(wú)線電廣播電臺(tái)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(dòng)電話所使用的技術(shù)。通過(guò)脈沖調(diào)制，CW載波會(huì)暫時(shí)啟用（打開(kāi)）和禁用（關(guān)閉）。當(dāng)載波被禁用時(shí)，在該關(guān)閉時(shí)間段內(nèi)不會(huì)生成任何信號(hào)。 有幾個(gè)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(shí)間與接通和斷開(kāi)時(shí)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：?jiǎn)蝹€(gè)生成脈沖的持續(xù)時(shí)間。脈沖寬度應(yīng)始終小于：1/頻率 [Hz]。 不同的標(biāo)準(zhǔn)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(gè)參數(shù)會(huì)自動(dòng)改變其他參數(shù)之一。

（1）門(mén)控/突發(fā)脈沖調(diào)制(BPM)

門(mén)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(mén)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(mén)控周期”的剩余部分，然后開(kāi)始下一個(gè)周期。 為了實(shí)現(xiàn)這種門(mén)控脈沖調(diào)制，需要使用以下附加參數(shù)：● 脈沖計(jì)數(shù)[-]：每次突發(fā)中必須門(mén)控的脈沖數(shù)量?！?門(mén)控周期[s]：每個(gè)生成的突發(fā)周期的開(kāi)始時(shí)刻之間的持續(xù)時(shí)間。 本篇文章為大家介紹了頻率變化模式測(cè)試方法、校準(zhǔn)方法及調(diào)制。下一章將介紹執(zhí)行輻射抗擾度測(cè)試的軟件調(diào)查和手動(dòng)模式。

關(guān)于德思特

德思特

是原虹科測(cè)試測(cè)量事業(yè)部孵化出來(lái)的獨(dú)立公司，基于超過(guò)10年的業(yè)務(wù)沉淀，

德思特公司專注提供電子測(cè)試/測(cè)量解決方案

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

9年以上的測(cè)試測(cè)量、無(wú)線通信及其他相關(guān)行業(yè)資歷

；技術(shù)團(tuán)隊(duì)獲得世界五百?gòu)?qiáng)PNT解決方案合作伙伴Safran的GNSS技術(shù)及信號(hào)仿真和軟件Skydel培訓(xùn)認(rèn)證證書(shū)、航空航天測(cè)試和測(cè)量合作伙伴Marvin Test 的自動(dòng)化測(cè)試軟件ATEasy培訓(xùn)認(rèn)證證書(shū)。德思特研發(fā)部，核心成員獲得國(guó)際項(xiàng)目管理師PMP認(rèn)證資質(zhì)，并具備LabVIEW、python等多種編程語(yǔ)言能力，優(yōu)勢(shì)能力集中于：HIL測(cè)試，半導(dǎo)體測(cè)試，EOL測(cè)試和質(zhì)量檢測(cè)等多種系統(tǒng)研發(fā)集成，擁有10多個(gè)實(shí)用新型和專利授權(quán)。圍繞

汽車電子、射頻微波、通信、航空航天

等行業(yè)提供專業(yè)可靠的解決方案，現(xiàn)有客戶包括華為、德賽西威、蔚來(lái)汽車、理想汽車、航天科工集團(tuán)、清華大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、中電科集團(tuán)等。 此外，我們還是中國(guó)無(wú)線電協(xié)會(huì)、中國(guó)通信企業(yè)協(xié)會(huì)、雷達(dá)行業(yè)協(xié)會(huì)、RIS智能超表面技術(shù)協(xié)會(huì)等行業(yè)協(xié)會(huì)的會(huì)員。

審核編輯 黃宇