一種v型線性阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡輸出阻抗和分壓系數(shù)確定方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種V型線性阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡輸出阻抗和分壓系數(shù)確定方法，屬于電磁兼容傳導發(fā)射測試技術(shù)領域。按照本發(fā)明方法對說明書中已知元件參數(shù)的LISN，可以通過計算分析其輸出阻抗和分壓系數(shù)，對試驗過程中接收機實際測到的被試品干擾電壓值進行修正，本發(fā)明方法對修正傳導發(fā)射測試結(jié)果具有重要作用，對提高傳導發(fā)射試驗精度具有指導意義。
【專利說明】
一種V型線性阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡輸出阻抗和分壓系數(shù)確定方法
技術(shù)領域
[0001] 本發(fā)明涉及一種V型線性阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡輸出阻抗和分壓系數(shù)確定方法，通過該方 法可以計算分析V型線性阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡的輸出阻抗和分壓系數(shù)，并通過試驗驗證該方法的 正確性和可靠性，電磁兼容性傳導發(fā)射技術(shù)領域。
【背景技術(shù)】
[0002] 電磁兼容性傳導發(fā)射試驗中，由于被試品所連接的不同類型，不同位置的電源阻 抗變化范圍大，導致被試品的負載端阻抗變化劇烈，直接影響被試品電源線傳導發(fā)射的測 試結(jié)果。為了使不同場地測得的電源線傳導發(fā)射試驗結(jié)果具有可比性，在電磁兼容性傳導 發(fā)射試驗標準中引入了線性阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡（以下簡稱L I S N，L i n e I m p e d a n c e stabilization networkhLISN又被稱為人工電源網(wǎng)絡（AMN，Artificial mains network)，是傳導發(fā)射試驗中最重要的測試設備之一。
[0003] LISN的本質(zhì)是耦合/去耦電路，其在傳導發(fā)射試驗中主要有如下三個作用：（1)在 工作頻段內(nèi)向被試品電源輸入端提供一個穩(wěn)定阻抗；（2)將被試品電源輸入端的干擾電壓 耦合到電磁發(fā)射測試設備上；（3)將被試品電源輸入端的干擾電壓與供電電源端的干擾信 號隔離開，防止供電電源端干擾信號耦合到測試設備中造成設備損壞，同時，防止被試品電 源輸入端的干擾信號耦合到供電電源中影響其他用電設備。
[0004] 復雜電子設備在正式交付使用前，大都要進行強制電磁兼容性試驗檢測，并達到 試驗標準規(guī)定的要求。根據(jù)LISN的功能和在電磁兼容性試驗中的作用，可以分析出，LISN的 輸出阻抗和分壓系數(shù)是影響試驗結(jié)果最重要的因素之一。當LISN電路的阻抗非50歐姆匹配 時，只有計算分析出LISN在其工作頻段內(nèi)不同頻點的阻抗，才能對試驗結(jié)果進行修正。在實 際試驗時，LISN電路中的隔直電容會對被試品端口干擾電壓進行分壓，因此，接收機實際接 收到的電壓信號并不等于被試品實際耦合出的干擾電壓，只有通過對LISN分壓系數(shù)計算分 析，修正接收機的實際測試結(jié)果，才能得到正確的被試品端口干擾電壓。綜上所述，計算和 分析LISN輸出阻抗和分壓系數(shù)對于修正傳導發(fā)射測試結(jié)果，提高試驗精度，具有重要意義。
[0005] 目前，實驗室中使用的LISN基本電路結(jié)構(gòu)都參考自國際無線電干擾特別委員會 (CISPR)頒布的有關(guān)電磁兼容性試驗設備的標準CISPR-16-1-2中關(guān)于LISN的分類和規(guī)定。 根據(jù)電路結(jié)構(gòu)的不同，LISN分為V型結(jié)構(gòu)和A型結(jié)構(gòu)，本發(fā)明針對V型電路結(jié)構(gòu)的LISN輸出 阻抗和分壓系數(shù)進行計算分析并試驗驗證。
[0006] 現(xiàn)有標準規(guī)定的LISN在工作時，特性阻抗隨頻率變化較大，影響測試結(jié)果精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明技術(shù)解決問題：為了改善現(xiàn)有標準規(guī)定LISN存在的問題，得到理想?yún)?shù)性 能的LISN電路，提供一種V型線性阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡輸出阻抗和分壓系數(shù)確定方法，并對計算方 法給出了試驗驗證，該方法對改進現(xiàn)有的標準V型LISN電路具有指導作用，能夠簡化電路的 試驗測試步驟，提高電路的測試精度。
[0008]本發(fā)明提供一種V型線性阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡輸出阻抗和分壓系數(shù)確定方法，步驟如下： [0009]步驟一:對V型LISN按其功能和指標進行電路原理分析；
[0010 ]分析V型電路結(jié)構(gòu)LI SN的元件功能，分析電路中元件的作用和功能，根據(jù)分析結(jié)果 確定LISN輸出阻抗和分壓系數(shù)的計算方法。
[0011]步驟二:根據(jù)分析計算結(jié)果給出V型LISN輸出阻抗和分壓系數(shù)的計算方法；
[0012] LISN的輸出阻抗是指從LISN電路中被試品端口到供電電源端口的電路網(wǎng)絡阻抗， 分壓系數(shù)是指LISN電路中隔直電容對被試品干擾電壓的分壓能力。為了計算LISN的輸出阻 抗和分壓系數(shù)，需要對LISN電路進行校準狀態(tài)連接。當LISN接入電源阻抗和負載阻抗時，按 照LISN電源輸入端接阻抗為50歐姆的信號源，電源輸出端接阻抗為50歐姆的匹配負載，接 收機耦合端口接阻抗為50歐姆匹配負載進行理論分析計算。
[0013] 步驟三:根據(jù)計算分析的LISN電路元件參數(shù)計算在LISN全工作頻段的輸入阻抗和 分壓系數(shù)；
[0014] 按照步驟二中給出的方法，將實際需要分析的V型LISN電路元件參數(shù)代入公式中， 計算出該LISN在全工作頻段的輸入阻抗和分壓系數(shù)值。
[0015] V型LISN電路輸出阻抗的元器件的計算公式如為：
[0018] LISN電路中隔直電容&的分壓系數(shù)r計算公式為：
[0019] r (dB)=201oglO(Vo/Vr) = 201oglO[Ri//R2+l/j wCi|/(Ri//R2)]
[0020] (2)
[0021] 其中，《為電路工作的角頻率;Ri，R2，R3和L，&，C2分別為V型LI SN電路中的電阻，電 感和電容;V〇為被試品實際發(fā)射電壓;Vr是接收機端口接收到的電壓值;為了得到被試品實 際發(fā)射電壓Vo,需要將接收機測得的電壓值加上分壓系數(shù)r，v〇計算公式如下所示：
[0022] Vo(dB)= r (dB)+Vr(dB) (3)
[0023]步驟四：對實際進行計算分析的V型LISN進行輸出阻抗和分壓系數(shù)實測，驗證分析 計算的正確性和可靠性。
[0024] 利用精密阻抗分析儀或者矢量網(wǎng)絡分析儀，也可以直接使用接收機和信號源等測 試設備對經(jīng)過計算分析的V型LISN進行輸出阻抗和分壓系數(shù)值測試，并將試驗結(jié)果與LISN 的輸出阻抗和分壓系數(shù)計算結(jié)果作比對，驗證本發(fā)明分析方法的正確性和可靠性。
[0025] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比優(yōu)點在于:本發(fā)明一種V型線性阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡輸出阻抗和 分壓系數(shù)確定方法，并通過試驗驗證了該方法的正確性和可靠性。該方法對于說明書中已 知元件參數(shù)的LISN，可以通過計算分析其輸出阻抗和分壓系數(shù)，對試驗過程中接收機實際 測到的被試品干擾電壓值進行修正，本發(fā)明方法對修正傳導發(fā)射測試結(jié)果具有重要作用， 對提高傳導發(fā)射試驗精度具有指導意義?，F(xiàn)有的V型LISN在設計階段主要利用試驗來驗證 所設計的LISN輸出阻抗和分壓系數(shù)指標，試驗驗證耗費成本較高，硬件條件要求較高。本發(fā) 明給出的方法從理論上指導V型LISN的設計，節(jié)約了成本，簡化了測試步驟提高了效率，并 且提高了測試的精度。
【附圖說明】
[0026] 圖1是V型LISN的電路原理圖；
[0027]圖2是驗證V型LISN輸出阻抗和分壓系數(shù)試驗布置圖；
[0028]圖3是實測結(jié)果和計算結(jié)果對比曲線圖，左圖為輸出阻抗圖，右圖分壓系數(shù)圖； [0029]圖4是本發(fā)明一種V型線性阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡輸出阻抗和分壓系數(shù)確定方法及驗證流 程圖。
【具體實施方式】
[0030] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0031] 本發(fā)明提供一種V型線性阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡輸出阻抗和分壓系數(shù)確定方法，按照本方 法計算分析V型線性阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡的輸出阻抗和分壓系數(shù)，并通過試驗驗證該分析方法的 正確性和可靠性，如圖4所示，具體包括如下步驟：
[0032]步驟一:對V型LISN按其功能和指標進行電路原理分析；
[0033]根據(jù)國際無線電管理委員會對電磁兼容試驗用LISN電路的規(guī)定，LISN電路分為V 型和A型兩種結(jié)構(gòu)。首先對V型LISN電路，按其在試驗中表現(xiàn)的輸出阻抗和分壓系數(shù)進行原 理分析。具體分析方法是根據(jù)戴維南-基爾霍夫電路理論，分析電路中實現(xiàn)電路阻抗變化和 分壓系數(shù)變化的元器件，這些元器件的參數(shù)是多少，為后續(xù)步驟提出V型LISN電路計算公式 提供參數(shù)條件；
[0034] 分析V型電路結(jié)構(gòu)LISN的元件功能，分析電路中元件的作用和功能，根據(jù)分析結(jié)果 確定LISN輸出阻抗和分壓系數(shù)的計算方法；
[0035] 步驟二:根據(jù)分析計算結(jié)果給出V型LISN輸出阻抗和分壓系數(shù)的計算方法；
[0036] V型LISN電路的輸出阻抗是指從LISN電路中被試品端口到供電電源端口的電路網(wǎng) 絡阻抗，分壓系數(shù)是指LISN電路中隔直電容對被試品干擾電壓的分壓能力。利用步驟一對V 型LISN電路的分析結(jié)果，提出實現(xiàn)V型LISN輸出阻抗和分壓系數(shù)的計算公式。V型LISN電路 原理分析如圖1所示，根據(jù)步驟一中分析的結(jié)果，理論上V型LISN的輸出阻抗和分壓系數(shù)計 算方法和計算公式為：
[0037] 根據(jù)圖1所示LISN電路的工作原理和電路圖，可以得出V型LISN輸出阻抗的元器件 的計算公式如為：
[0040] 圖1中，LISN電路中隔直電容&的分壓系數(shù)計算公式為：
[0041] r (dB)=201oglO(V〇/Vr) = 201oglO[ |Ri//R2+l/jwCi|/(Ri//R2)]
[0042] 其中，Vo為被試品實際發(fā)射的干擾電壓值，Vr是接收機端口接收到的電壓值，因此， 為了得到被試品實際發(fā)射電壓Vo,需要將接收機測得的電壓值加上分壓系數(shù)。
[0043] Vo(dB)= T (dB)+Vr(dB)
[0044] 其中，和匕&心分別為V型LISN電路中的電阻，電感和電容。其中，Vo為被 試品實際發(fā)射的干擾電壓值，Vr是接收機端口接收到的電壓值。
[0045]步驟三:根據(jù)計算分析的LISN電路元件參數(shù)計算在LISN全工作頻段的輸入阻抗和 分壓系數(shù);按照步驟二中給出的公式，將實際需要分析的V型LISN電路元器件參數(shù)，包括電 路中的電阻，電感，電容等代入公式中，計算出V型LISN在其工作頻率上的輸出阻抗和分壓 系數(shù)取值。
[0046]步驟四：對步驟三中進行計算分析的V型LISN的輸出阻抗和分壓系數(shù)進行實測，驗 證分析計算的正確性和可靠性。利用矢量網(wǎng)絡分析儀和阻抗分析儀等測試設備對經(jīng)過計算 分析的V型LISN電路進行輸出阻抗和分壓系數(shù)測試，并將試驗結(jié)果與LISN電路的輸出阻抗 和分壓系數(shù)計算結(jié)果作比對，驗證本發(fā)明分析方法的正確性和可靠性。
[0047]圖3是實際試驗結(jié)果與計算結(jié)果的比對曲線圖。從圖中可以看出，實線代表的實測 結(jié)果曲線與虛線代表的計算結(jié)果曲線在測試頻段內(nèi)吻合良好，最大誤差不超過百分之三。 由此可以認為，本發(fā)明給出的一種V型線性阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡輸出阻抗和分壓系數(shù)確定方法具 有較高的可行性和可靠性。
[0048]具體實施步驟如下：
[0049] (1)選取一款V型電路結(jié)構(gòu)的LI SN，將說明書給出的電路結(jié)構(gòu)和電路參數(shù)，與本發(fā) 明給出的V型電路結(jié)構(gòu)LISN原理圖依次對應。根據(jù)本發(fā)明給出的V型LI SN電路輸出阻抗和分 壓系數(shù)的計算方法，計算選取的LISN在其工作頻率的輸出阻抗和分壓系數(shù)。
[0050] (2)將選取的V型電路結(jié)構(gòu)的LISN按照圖2給出的連接方式與阻抗分析儀和矢量網(wǎng) 絡分析儀連接，調(diào)節(jié)阻抗分析儀和矢量網(wǎng)絡分析儀的設置，測試V型LISN電路的輸出阻抗和 分壓系數(shù)。
[0051] (3)對比實測結(jié)果與計算結(jié)果，驗證本發(fā)明方法的可行性和可靠性。
【主權(quán)項】
1. 一種V型線性阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡輸出阻抗和分壓系數(shù)確定方法，其特征在于實現(xiàn)為： 步驟一，確定V型LISN電路輸出阻抗和分壓系數(shù)計算公式； V型LISN電路輸出阻抗的元器件的計算公式如為：LISN電路中隔直電容&的分壓系數(shù)r計算公式為： r (dB) = 201oglO(V〇/Vr) = 201ogl0[ | R1//R2+I/j ? Ci | /(R1//R2)] (2) 其中，《為電路工作的角頻率;Ri，R2，R3和L，&，C2分別為V型LISN電路中的電阻，電感和 電容;Vo為被試品實際發(fā)射電壓;Vr是接收機端口接收到的電壓值;為了得到被試品實際發(fā) 射電壓Vo,需要將接收機測得的電壓值加上分壓系數(shù)r，Vo計算公式如下所示： V〇(dB)= r (dB)+Vr(dB) (3) 步驟二:按照步驟一中給出的計算公式，將實際需要分析的V型LISN電路元器件參數(shù)， 包括電路中的電阻，電感，電容分別代入公式（1)和公式(2)中，分別計算出V型LISN在其工 作頻率上的輸出阻抗和分壓系數(shù)取值。
【文檔編號】G01R27/14GK106053959SQ201610498283
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月29日
【發(fā)明人】蘇東林, 呂冬翔, 陳堯, 劉焱
【申請人】北京航空航天大學