專利名稱：：一種采用諧波測試線纜間隔離度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及電磁兼容檢測
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及線纜間隔離度的檢測方法領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：隨著電子系統(tǒng)使用電纜的復(fù)雜化和多元化，電纜間耦合關(guān)系越來越復(fù)雜，電磁兼容分析難度越來越大。尤其是隨著線纜內(nèi)傳輸信號的頻率不斷提高、占用帶寬不斷擴展，線纜以天線形式產(chǎn)生的輻射干擾其他敏感線纜成了電磁兼容問題的重要來源。目前測試電纜間的電磁耦合響應(yīng)時，采用逐頻率點測試法在滿足測試頻率范圍和頻率間隔的需求的條件下，每次只能設(shè)置信號源的一個頻率，將單一頻率信號注入線纜以后，由接收機或頻譜儀在被測電纜端測試該頻點的電磁耦合響應(yīng)。由于一次只能測試一個頻點的頻率響應(yīng)，測試一個線纜間的寬帶響應(yīng)時，需要對整個頻帶進行單一頻點掃描，時間長速度慢。在一些復(fù)雜的電子系統(tǒng)中分布了大量線纜，線纜間的耦合測試工作量非常大，采用現(xiàn)有的傳統(tǒng)測試方法所消耗的時間令人難以承受。目前電磁耦合測試或電磁敏感(EMS)測試之所以都是采用單一頻率信號，是為了防止多頻率信號產(chǎn)生非線性敏感特性，出現(xiàn)非預(yù)期的干擾雜波或其他頻率造成的敏感現(xiàn)象，同時也降低了對信號控制的技術(shù)難度。但在實際測試中，經(jīng)常遇到的設(shè)備或被測物屬于線性系統(tǒng)，不必考慮多信號間的非線性響應(yīng)，比如測試線纜間隔離度時，由于輻射線纜和被干擾線纜本身不可能產(chǎn)生非預(yù)期干擾雜波，可以同時注入多個測試信號，同時測試多個頻率的隔離度。隔離度(空間隔離度)是電磁波在空間傳輸過程中，由于傳輸介質(zhì)損耗，或傳輸途徑中的折射、繞射、反射等因素造成能量的衰減的量度。確定空間條件下，如兩個物體之間的距離、角度、相對位置、傳輸介質(zhì)可以確定，則物體之間的空間隔離度是確定不變的。因此當(dāng)兩線纜的線路類型、位置已經(jīng)確定時，可以通過測試得到線纜間的隔離度。由于設(shè)備中存在非線性器件，工作頻率信號通過非線性器件導(dǎo)致工作頻率信號在波形上產(chǎn)生非線性變化并在拓展了使用頻帶，在工作頻率的倍數(shù)頻率上產(chǎn)生一些新的頻譜分量，這些工作頻率倍數(shù)頻率上的頻譜分量稱之為諧波。諧波不僅會浪費有用功率、并對其他設(shè)備的工作頻譜產(chǎn)生干擾，但是由于電子設(shè)備大量使用非線性器件，導(dǎo)致諧波現(xiàn)象非常嚴(yán)重和普遍，人們研究了各種方法來消除諧波。在電磁兼容領(lǐng)域的研究中，一直把諧波作為影響電子設(shè)備電磁兼容性的重要干擾因素，本領(lǐng)域技術(shù)人員研究的著眼點都在于如何抑制諧波，如何克服諧波的不利影響。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對目前測試線纜間隔離度的過程中，一次只能測試一個頻點的頻率響應(yīng)，測試線纜間的寬帶響應(yīng)時，需要對整個頻帶進行單一頻點掃描，時間長速度慢的問題，提出了一種采用諧波測試線纜間隔離度的方法，利用諧波信號在較寬頻譜內(nèi)分布、線纜之間耦合屬于線性系統(tǒng)響應(yīng)的特點，在測試線纜間隔離度時同時測試多個頻率以提高測試速度，一次同時測試整個頻率范圍內(nèi)的頻率響應(yīng)，縮短隔離度的測試時間。該方法包括如下步驟步驟一根據(jù)測試頻率范圍f;-fh和頻率間隔精度f,的需求確定諧波基波頻率和諧波次數(shù)。根據(jù)測試頻率范圍fa-fb和頻率間隔精度f,的需求選擇諧波信號基波頻率和諧波次數(shù)，每個諧波頻率之間的頻率間隔f。應(yīng)小于等于測試頻率分辨率f,，諧波信號的最小諧波頻率應(yīng)小于等于頻率范圍的下限fa，最大諧波頻率應(yīng)大于等于測試頻率范圍的上限fh，注入信號的最低諧波次數(shù)mXf。《ff,，注入信號的最高諧波次數(shù)nXf。^fh;步驟二產(chǎn)生諧波信號并注入干擾線纜；步驟三測試千擾線纜和被干擾線纜各次諧波的強度；步驟四:計算線纜間在每個諧波頻率點上的隔離度，計算公式為L=(U。+RO-(Ui+R2)，Ui為干擾線纜中諧波信號某個諧波頻率點的注入強度，U。為被干擾線纜中耦合信號在該諧波頻率點的強度，Ri為線纜間諧波信號電磁耦合在被干擾線纜中產(chǎn)生的感應(yīng)電流檢測設(shè)備的接收系數(shù)，R2為諧波信號某個諧波頻率點在干擾線纜中注入信號強度檢測設(shè)備的接收系數(shù)。在上述測試過程中，如果步驟三中使用的被干擾線纜和干擾線纜信號強度檢測設(shè)備采用經(jīng)過校驗且型號相同的信號強度檢測設(shè)備以確保接收系數(shù)(R卜R2)相同，則步驟四中的隔離度計算公式簡化為L二U。-Ui。如果在步驟三中對于被干擾線纜和干擾線纜信號強度采取分步測試的方法，使用同一個信號檢測設(shè)備，先后對被干擾線纜和干擾線纜信號強度進行檢測，則步驟四中的隔離度計算公式簡化為L=U>-使用本方法來進行線纜間隔離度檢測，由傳統(tǒng)的每次只能測試一個頻率點的響應(yīng)，需要多次測試才能完成整個頻率范圍的測試，轉(zhuǎn)變?yōu)橐淮瓮瑫r測試整個頻率范圍內(nèi)的所有諧波頻率點的響應(yīng)，縮短了隔離度的測試時間。圖l本發(fā)明所述方法的流程圖。具體實施例方式圖1為本方明的流程圖，下面結(jié)合實例具體說明本方法的實施過程，在本實施例中所需的測試頻率范圍為40-120MHz，頻率分辨率為20MHz。步驟一確定諧波基波頻率和諧波次數(shù)。根據(jù)測試頻率范圍fV"fh和頻率間隔精度f,的需求選擇諧波信號頻率，每個諧波頻率之間的頻率間隔f。應(yīng)小于等于測試頻率分辨率f"諧波信號的最小諧波頻率應(yīng)小于等于頻率范圍的下限fa，最大諧波頻率應(yīng)大于等于測試頻率范圍的上限fb，注入信號的最低諧波次數(shù)mXf?！秄a，注入信號的最高諧波次數(shù)nXf?！穎b。由于所需的測試頻率范圍為40-120MHz，頻率分辨率為20MHz，選擇基頻為20腿Z，最低諧波次數(shù)為2次，最高諧波次數(shù)為6次的諧波。步驟二產(chǎn)生諧波并注入線纜。由諧波信號發(fā)生器(信號源或者專用振蕩器)產(chǎn)生的基頻為20MHz，最低諧波次數(shù)為2次，最高諧波次數(shù)為6次的諧波信號并注入被測試線纜?？梢赃x擇接收機或者頻譜儀觀察被干擾線纜中的干擾諧波信號。當(dāng)注入信號和耦合信號都已經(jīng)穩(wěn)定，調(diào)整注入信號的強度，確保諧波信號中各個諧波頻率點在被干擾線纜中產(chǎn)生的最小耦合信號強度大于噪底電平3dB。本實施例中，在40MHz時被干擾諧波的耦合信號強度最小，這時該頻率處的噪底電平為15dBpV，則該諧波可測最小電平為18dBuV，在本實施例中，在40Mhz頻率處耦合信號強度控制在18.5dBixV。步驟三測試干擾線纜和被干擾線纜各次諧波的強度。當(dāng)注入信號和耦合信號都已經(jīng)穩(wěn)定時，開始測量注入干擾線纜中的諧波信號各諧波頻率強度和被干擾線纜中耦合產(chǎn)生的諧波信號各諧波頻率強度，覆蓋的測試頻率范圍為40Mhz和120Mhz之間，如表1?？梢圆捎糜嬎銠C代替人工完成動態(tài)測量、數(shù)據(jù)記錄、結(jié)果處理工作，進一步減輕測試人員的工作負(fù)擔(dān)。步驟四計算線纜間在每個諧波頻率點上的隔離度，計算公式為L二(U。+R,)-(Ui+R2)，Ui為干擾線纜中注入的諧波信號在某個諧波頻率點的注入強度，U。為在被干擾線纜中產(chǎn)生的耦合信號在該諧波頻率點的強度，I^為被干擾線纜中產(chǎn)生的感應(yīng)信號強度檢測設(shè)備的接收系數(shù)，R2為干擾線纜中注入的諧波信號強度檢測設(shè)備的接收系數(shù)。在本實施例中使用經(jīng)過校驗且型號相同的信號強度檢測設(shè)備來檢測干擾線纜和被干擾線纜中的信號強度以確保接收系數(shù)&、R2相同；也可以采取分步測試，使用同一個信號強度檢測設(shè)備先后測試干擾電纜的注入干擾信號強度、被干擾電纜上的耦合信號強度，確保接收系數(shù)R、R2相同，使得計算公式簡化為L二(U。+R,)-(Ui+R2)=U。-Ui。本實施例的測試數(shù)據(jù)和隔離度計算結(jié)果見表1。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權(quán)利要求1.一種采用諧波測試線纜間隔離度的方法，其特征在于包括如下步驟步驟一根據(jù)測試頻率范圍fa-fb和頻率間隔精度fi的需求確定諧波信號基波頻率和諧波次數(shù)，要求諧波信號的最小諧波頻率應(yīng)小于等于頻率范圍的下限fa，最大諧波頻率應(yīng)大于等于測試頻率范圍的上限fb，每個諧波頻率之間的頻率間隔fc應(yīng)小于等于測試頻率分辨率fi；步驟二產(chǎn)生諧波信號并注入干擾線纜；步驟三測試干擾線纜和被干擾線纜各次諧波的強度；步驟四計算線纜間在每個諧波頻率點上的隔離度，計算公式為L＝(Uo+R1)-(Ui+R2)，Ui為干擾線纜中諧波信號某個諧波頻率點的注入強度，Uo為被干擾線纜中耦合信號在該諧波頻率點的強度，R1為被干擾線纜感應(yīng)信號強度檢測設(shè)備的接收系數(shù)，R2為干擾線纜中注入信號強度檢測設(shè)備的接收系數(shù)。2.如權(quán)利要求l所述的采用諧波測試線纜間隔離度的方法，其特征在于在步驟三中，測量被十?dāng)_線纜諧波信號強度和干擾線纜中耦合信號強度的接收設(shè)備采用接收系數(shù)Ri、R2相同的接收設(shè)備，其歩驟四中的計算公式簡化為bU。-"。3.如權(quán)利要求l所述的采用諧波測試線纜間隔離度的方法，其特征在于在步驟三中，干擾線纜和被干擾線纜各次諧波強度的測量采用同一接收設(shè)備分步測量的方式，先后測試干擾電纜端注入的干擾信號強度、被千擾電纜上的耦合信號強度，其步驟四中的計算公式簡化為1^U。-Uj。全文摘要本發(fā)明涉及電磁兼容檢測領(lǐng)域，提供了一種采用諧波測試線纜間隔離度的方法。該方法包括如下步驟1.根據(jù)測試頻率范圍f<sub>a</sub>-f<sub>b</sub>和頻率間隔精度f<sub>i</sub>的需求確定諧波基波頻率和諧波次數(shù)；2.產(chǎn)生諧波信號并注入干擾線纜；3.測試干擾線纜和被干擾線纜各次諧波的強度；4.計算線纜間在每個諧波頻率點上的隔離度。該方法可以通過一次注入一組諧波同時完成一個較寬帶寬上的電磁兼容隔離度的檢測，大大提高了測試效率。文檔編號G01R31/00GK101685125SQ20081021527公開日2010年3月31日申請日期2008年9月22日優(yōu)先權(quán)日2008年9月22日發(fā)明者偉孫,王龍峰,蘇東林,謝樹果,陳文青申請人:北京航空航天大學(xué)