電磁兼容在EMC測試中,一個完整的測量結(jié)論應(yīng)由測量的觀測值和測量結(jié)果的不確定性組成。根據(jù)其鑒定方法可分為不確定性A,B根據(jù)偏差的不同特點,可分為隨機誤差引起的不確定性和系統(tǒng)誤差引起的不確定性。A類不確定性不能簡單地對應(yīng)于隨機誤差引起的不確定性,B類不確定性對應(yīng)于系統(tǒng)誤差引起的不確定性。A由觀察列統(tǒng)計分析評定的不確定性,用實驗標(biāo)準(zhǔn)偏差S表現(xiàn);B類別不同于觀察列統(tǒng)計分析評估的不確定性,具有以往觀察數(shù)據(jù)和測量儀器特性的應(yīng)用經(jīng)驗或數(shù)據(jù),以及假設(shè)概率分布可能的標(biāo)準(zhǔn)偏差性能。根據(jù)對實驗室檢測項目不確定性的研究,對提高實驗室檢測能力和保證檢測質(zhì)量具有積極作用。
1.電源端口騷擾電壓測量
電源端口騷擾電壓測量由路線阻抗穩(wěn)定(LISN)和EMI測試接收機構(gòu)成,其中LISN標(biāo)準(zhǔn)的50歐姆阻抗在給出頻率范圍內(nèi)測量騷擾電壓,并使受試設(shè)備(EUT)與電源相互保護。測量平面圖如圖1所示。
2.不確定性的起源
EMC測試中,導(dǎo)致測量不確定性的因素很多。在尋找不確定性的來源時,可以從測量儀器、測量環(huán)境、測量人員、測量方法、測量等方面綜合考慮。因此,電源端口騷擾電壓測量不確定性的來源包括:系統(tǒng)測量重復(fù)性、接收器脈沖范圍、脈沖反復(fù)頻率響應(yīng)引起的不確定性、LISN接收分壓指數(shù),接收器,LISN測量環(huán)境和實驗室布局造成的不確定性與待測設(shè)備中間阻抗不匹配。
A類不確定性的計算方法是在隨機誤差的計算方法中發(fā)展起來的。它的滲透性是通過計算測試標(biāo)準(zhǔn)偏差來表現(xiàn)的。因此,反映隨機誤差的關(guān)鍵不確定性重量一般采用A類識別方法,一般采用貝塞爾計算公式。采用非統(tǒng)計方法進行B類不確定性的識別,并根據(jù)經(jīng)驗或相關(guān)技術(shù)信息和數(shù)據(jù)分析待測量重量的可能值(a,-a)由標(biāo)準(zhǔn)置信水平P和包括因素在內(nèi)的測量值落到可能范圍內(nèi)的概率分布k,可能是標(biāo)準(zhǔn)偏差u(xi)=ak,k與分布的關(guān)系見表1.
3.數(shù)學(xué)建模和不確定性鑒定
在許多情況下,被測量Y(輸出量)不能直接測量,而是N個重量X1,X2,…,XN根據(jù)函數(shù)關(guān)系f,當(dāng)Xi當(dāng)具有一定的概率分布時,該符號的含義是隨機變量10。如果測量Y的預(yù)測值為y,輸入量Xi的預(yù)測值為xi,則有y=f(X1,X2,…,XN),Y生成規(guī)范的不確定性如下:
式中:U(xi)為輸入量xi規(guī)范的不確定性。
Y擴展的不確定性如下:U(Y)=kUc(Y),k包括因素。
根據(jù)電源端口傳輸騷擾不確定性的來源,可測量V按下式計算:
3.1系統(tǒng)測量重復(fù)性
系統(tǒng)測量重復(fù)性引起的不確定性Vr根據(jù)A類鑒定方法確定隨機誤差引起的不確定性,采用均值試驗標(biāo)準(zhǔn)偏差s(x-)來表現(xiàn)。
在頻率為0.25MHz實驗室數(shù)據(jù)測試如表2所示,對電源端子N線的騷擾電壓進行6次單獨測量。
則算平均值x為:
3.2脈沖幅度
脈沖幅度引起的不確定性δVpa,根據(jù)儀器操作指南,接收機正弦波電壓測量偏差δ11《1.5dB,修正值δVpa預(yù)測值為0,半總寬為1.5dB方形遍布。
3.3脈沖重復(fù)頻率響
脈沖反復(fù)頻率響應(yīng)引起的不確定性δVpr,接收機脈沖電壓測量偏差CISPR16-1規(guī)范,修正值δVpr預(yù)測值為0,半總寬為1.5dB方形遍布。
3.4 人力電源網(wǎng)絡(luò)分壓指數(shù)
人力資源網(wǎng)絡(luò)(LISN)電壓分壓指數(shù)Lamn可通過儀器校準(zhǔn)報告獲得,半總寬為0.5dB正態(tài)分布。
3.5阻抗不匹配
接收機和LISN中間阻抗不匹配引起的不確定性δM修正值為:
式中:Γr為接收器的反射系數(shù);為Γe接待測物時從LISN端口反射系數(shù);S為接收機與LISN兩端口網(wǎng)絡(luò)的S參數(shù)。
具體時要測量δM這是不可能的,但可以確定其最高值不會超過規(guī)定值δM±:
3.6測量環(huán)境
測量環(huán)境引起的不確定性δC,包括環(huán)境溫濕度和環(huán)境噪聲電平的影響,但實驗室的工作氛圍一般符合規(guī)定的要求,對測量結(jié)論基本無害,可以忽略不計。
3.7測量布局
實驗室測量布局造成的不確定性δS,標(biāo)準(zhǔn)要求實驗在待測物最典型的運行狀態(tài)引起較大騷擾時進行測量。因此,在測試過程中,不能考慮待測物在典型運行狀態(tài)下穩(wěn)定工作的因素。
4. 測量結(jié)論描述
電源端口傳輸騷擾不確定性源VrA類鑒定方法的應(yīng)用是明確的,B類鑒定方法的其他因素是明確的,它們的起源是無關(guān)的。一般來說,第三節(jié)描述的生成規(guī)范不確定性公式可以測量生成不確定性:
一個完整的測量結(jié)論應(yīng)包括兩個基本量,一個是測量的優(yōu)秀預(yù)測值,通常是數(shù)據(jù)測量的算術(shù)平均值;另一個是描述測量結(jié)論的滲透性,即測量的不確定性。因此,在0.25MHz電源端子騷擾電壓值VN=59.37dBμV,其擴展不確定性為U=2.76dB,包括因素k=2,置信水平p=95%.
5.結(jié)語
依據(jù)CNAS根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求,實驗室電源端子騷擾電壓檢測為4dB,經(jīng)分析,實驗室的測量不確定性符合規(guī)定,測量結(jié)論穩(wěn)定性高。未考慮接收器噪聲底部、測量布局等因素的不確定性,需要進一步EMC測試分析。