接地環(huán)路對傳導(dǎo)騷擾測試的影響（EMC測試案例）

本文主要就接地環(huán)路對傳導(dǎo)騷擾測試的影響進行簡要舉例分析，為我們以后的測試方法提供參考。

Part 1

現(xiàn)象描述

某電子設(shè)備在進行傳導(dǎo)騷擾測試時，在3MHz左右的頻率點出現(xiàn)了超限的情況，其測試頻譜圖如下圖所示：

該電子產(chǎn)品有外接的電源線和信號線，超限的點正好是在電源接口傳導(dǎo)測試時產(chǎn)生的。EUT的接地線就近接了參考接地板，其測試連接示意圖如下所示：

測試連接示意圖

Part 2

原因分析

上圖中的EUT為被測設(shè)備，LISN為線性阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)。

在分析該產(chǎn)品傳導(dǎo)騷擾測試超限之前，我們來簡要了解一下LISN的內(nèi)部基本原理。

電源端口傳導(dǎo)騷擾測試連接圖

上圖為電源模擬網(wǎng)絡(luò)LISN的內(nèi)部原理圖，圖中參數(shù)介紹如下：

線1和線2分別為電源的正負極，或者為相線和零線。

50uH和10uF主要是用于旁路來自于電網(wǎng)側(cè)的噪聲干擾，最大程度上為EUT提供未經(jīng)干擾的電源，防止該噪聲干擾電流流入測試儀器，從而干擾測試數(shù)據(jù)的準確性和可重復(fù)性。

有的設(shè)備中該電感為5uH，有的該電容設(shè)置為1uF，如下圖所示，只是濾波的截止頻率不同而已。

0.25uF的電容主要是起到隔直通交的作用，因為直流分量會損壞接收機。

測試過程中，被測電壓瞬態(tài)有存在尖峰的可能性，這樣會損壞頻譜分析儀，但該電容可以吸收尖峰，從而保護了接收機。

為什么選擇0.1uF或者0.25uF這個數(shù)值？因為對于150k到30M之間的CE干擾成分，0.1uF~0.25uF可以視作短路，不影響測試結(jié)果，同時對50Hz（0.1uF在50Hz下的阻抗為31830.99Ω）工作頻率表現(xiàn)為比較大的阻抗，不損耗功率傳輸。

1KΩ電阻主要用于給0.25uF的電容放電。

因為在一次測試結(jié)束后，50Ω電阻會斷開，這時就需要將電容接地來提供電荷釋放路徑，否則在高壓EMC測試中，該電容上會一直都有200V以上高壓，放電時間保守估計要10分鐘，增加1kΩ電阻，可以加快放電。

50Ω電阻位于接收機內(nèi)部，其主要作用是將噪聲電流轉(zhuǎn)換為噪聲電壓，并起到阻抗匹配的作用，防止發(fā)生反射。

根據(jù)前面對LISN的分析，測試連接示意圖的等效原理可以用下圖來表示：

圖中箭頭表示共模傳導(dǎo)騷擾的電流方向， 它在25Ω（兩個50Ω 電阻并聯(lián)等效電阻）電阻上產(chǎn)生的壓降即我們所測量到的共模傳導(dǎo)騷擾電壓。

從圖中我們可以看出， 電源線、EUT、LISN、EUT接地線以及參考接地板之間形成了一個較大的環(huán)路。

根據(jù)電磁理論， 環(huán)路相當于一個環(huán)形天線。當環(huán)路中的磁通發(fā)生變化時，將在環(huán)路中感應(yīng)出電流，其大小與環(huán)路面積成正比，而且對于特定大小的環(huán)路，環(huán)路接收天線將在特定的頻率上產(chǎn)生諧振。

當環(huán)路中有感應(yīng)電流時，流過25Ω電阻的電流也將相應(yīng)增大。既而使得我們測量的傳導(dǎo)騷擾的值也將增大。?

傳導(dǎo)騷擾測試通常在屏蔽室中進行（有些大型設(shè)備除外，如CT、MR等大型醫(yī)療設(shè)備）。那環(huán)路接收的干擾是從哪里來的呢？?

如下圖所示，干擾一般來自于EUT本身，通常為外殼和信號線纜產(chǎn)生的輻射。

Part 3

處理措施

根據(jù)前面分析，測試干擾原因主要是因為測試環(huán)路太大，那我們可以從減小環(huán)路入手。

如下圖所示：

我們改變EUT接地線的連接方式，即將EUT和LSIN的接地線接在一起，不再就近接地，同時保證接地線與電源線平行布線，并保證電源線和接地線的間距小于5ｍｍ。

這樣電源線和接地線形成的環(huán)路面積大大減小，重新進行測試，測試通過，驗證了分析的正確性。

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Part 4

思考和啟示

經(jīng)過上面的分析，我們都可以得到下面的啟示：

在進行傳導(dǎo)騷擾測試時，一定要將接地線與電源線一起布線（間距小于5mm），不能按 “就近接地” 的方式， 以免產(chǎn)生較大的環(huán)路，接收到意外的干擾。

對于本身低頻 （150KHz～30ＭHz）輻射較大的產(chǎn)品， 如果產(chǎn)品帶有信號線， 測試時要特別注意電源線、EUT、LISN、EUT接地線及參考接地板之間形成的環(huán)路。

本案例并非是產(chǎn)品設(shè)計的問題，而是在測試時的配置連接問題，如果出現(xiàn)測試不通過，雖然可以通過在電源接口處加濾波器解決，但是這無疑會增加產(chǎn)品的成本，所以排除不合理的測試配置因素是最經(jīng)濟有效的。

編輯：黃飛

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