Rola i zastosowanie sieci sprzęgająco-rozsprzęgającej LISN w testach radiacyjnych

Abstrakcja:W artykule tym skupiono się na LIZN (Sieć stabilizacji impedancji linii) sieć sprzęgająco-odsprzęgająca stosowana w testach radiacyjnych, ze szczególnym uwzględnieniem jej zastosowania w LISUN EMI – system odbiornika testowego EMI 9KB. Kompleksowo analizuje zasadę działania, strukturę, charakterystyki wydajności i praktyczne scenariusze zastosowań sieci sprzęgającej/odsprzęgającej LISN. Poprzez szczegółową analizę teoretyczną i dane eksperymentalne wykazano znaczenie i skuteczność tej sieci w testach promieniowania zakłóceń elektromagnetycznych (EMI), zapewniając cenne odniesienie do odpowiednich zastosowań badawczych i inżynieryjnych.

1. Wstęp

W dziedzinie kompatybilności elektromagnetycznej (EMC) dokładne mierzenie i ocena zakłóceń elektromagnetycznych ma kluczowe znaczenie. LISUN EMI – 9KB EMI Test Receiver to ważne urządzenie do przeprowadzania testów przewodzenia promieniowania EMI lub emisji przewodzonych. Spośród jego komponentów sieć sprzęgająco-odsprzęgająca LISN odgrywa kluczową rolę w zapewnianiu dokładności i niezawodności wyników testów.

Sieć sprzęgająco-odsprzęgająca LISN, znana również jako sieć stabilizacji impedancji liniowej, została zaprojektowana w celu zapewnienia stabilnego środowiska impedancji dla testowanego sprzętu (EUT) i oddzielenia sygnałów testowych od zasilania. Pomaga to dokładnie zmierzyć emisje elektromagnetyczne z EUT, niezależnie od tego, czy są one emitowane, czy przewodzone. W testach promieniowania sieć sprzęgająco-odsprzęgająca LISN współpracuje z innymi komponentami systemu testowego, takimi jak anteny i odbiorniki, w celu przechwytywania i analizowania sygnałów elektromagnetycznych emitowanych przez EUT.

Rysunek: Odbiornik testowy EMI EMI-9KB

2. Zasada działania sieci sprzęgająco-rozsprzęgającej LISN

Podstawową zasadą działania sieci sprzęgająco-odsprzęgającej LISN jest utworzenie dobrze zdefiniowanej impedancji na wejściu EUT i zapobieganie wpływowi zakłóceń z sieci zasilającej na wyniki testu. Składa się ona z szeregu cewek indukcyjnych, kondensatorów i rezystorów, które są skonfigurowane tak, aby utworzyć określoną sieć impedancji.

Gdy EUT jest podłączony do sieci sprzęgającej/odsprzęgającej LISN, sieć prezentuje stabilną impedancję 50Ω (lub inne standardowe wartości impedancji w zależności od wymagań testu) dla EUT w określonym zakresie częstotliwości. Zapewnia to dokładny pomiar emisji z EUT bez zniekształceń spowodowanych niedopasowaniem impedancji. Jednocześnie sieć sprzęgająca/odsprzęgająca LISN odsprzęga zasilanie od obwodu testowego, zapobiegając zakłócaniu pomiaru emisji EUT przez szum zasilania.

W testach radiacyjnych sieć sprzęgająco-odsprzęgająca LISN jest często używana w połączeniu z anteną. Fale elektromagnetyczne emitowane przez EUT są odbierane przez antenę, a następnie przesyłane do sieci sprzęgająco-odsprzęgającej LISN. Sieć przetwarza odebrane sygnały i wysyła je do odbiornika EMI w celu analizy. Tabela 1 przedstawia typowe wartości impedancji dostarczane przez sieć sprzęgająco-odsprzęgającą LISN przy różnych częstotliwościach.

3. Struktura i komponenty sieci sprzęgająco-rozsprzęgającej LISN

Sieć sprzęgająco-odsprzęgająca LISN zwykle składa się z kilku kluczowych komponentów. Induktory i kondensatory służą do tworzenia obwodów rezonansowych w celu uzyskania pożądanych charakterystyk impedancji przy różnych częstotliwościach. Rezystory służą do kontrolowania impedancji i pochłaniania nadmiaru energii.

Ponadto sieć sprzęgająco-odsprzęgająca LISN obejmuje również złącza i struktury ekranujące. Złącza zapewniają niezawodne połączenie elektryczne między EUT, zasilaczem i sprzętem testowym. Struktura ekranująca jest zaprojektowana tak, aby zapobiegać wpływowi zewnętrznych zakłóceń elektromagnetycznych na wydajność sieci. Rysunek 1 przedstawia schematyczny diagram sieci sprzęgająco-odsprzęgającej LISN.

4. Charakterystyka wydajnościowa sieci sprzęgająco-odsprzęgającej LISN w testach radiacyjnych

4.1 Pasmo przenoszenia

Odpowiedź częstotliwościowa sieci sprzęgająco-odsprzęgającej LISN jest ważnym wskaźnikiem wydajności. Określa ona dokładność sieci w pomiarze emisji elektromagnetycznych w szerokim zakresie częstotliwości. Sieć sprzęgająco-odsprzęgająca LISN używana w LISUN EMI – 9KB System EMI Test Receiver ma płaską charakterystykę częstotliwościową w zakresie częstotliwości roboczych odbiornika, który wynosi 9kHz – 300MHz dla modelu EMI – 9KB. Rysunek 2 przedstawia krzywą charakterystyki częstotliwościowej sieci sprzęgająco-odsprzęgającej LISN.

4.2 Straty wtrąceniowe

Strata wstawiania odnosi się do utraty mocy sygnału podczas przechodzenia przez sieć sprzęgającą/odsprzęgającą LISN. Niska strata wstawiania jest pożądana, aby zapewnić, że sygnały testowe są dokładnie przesyłane do odbiornika. Sieć sprzęgająca/odsprzęgająca LISN w LISUN System EMI – 9KB ma tłumienie wtrąceniowe mniejsze niż 0.5 dB w zakresie częstotliwości roboczej, co minimalizuje wpływ na wyniki testu. Tabela 2 przedstawia wartości tłumienia wtrąceniowego przy różnych częstotliwościach.

4.3 Wydajność izolacji

Wydajność izolacji sieci sprzęgającej/odsprzęgającej LISN jest kluczowa w zapobieganiu zakłóceniom między zasilaczem a obwodem testowym. Sieć powinna zapewniać wysoki stopień izolacji, aby zapewnić, że szum zasilacza nie wpłynie na pomiar emisji EUT. Sieć sprzęgająca/odsprzęgająca LISN używana w LISUN System EMI – 9KB charakteryzuje się izolacją na poziomie ponad 40 dB pomiędzy zasilaczem a portem testowym, co skutecznie redukuje wpływ zakłóceń zasilania.

5. Zastosowanie sieci sprzęgająco-rozsprzęgającej LISN w LISUN EMI – 9KB System odbiornika testowego EMI

5.1 Przeprowadzone testy emisji

W testach emisji przewodzonych sieć sprzęgająco-odsprzęgająca LISN jest podłączona między zasilaczem a EUT. Zapewnia ona stabilne środowisko impedancji dla EUT i mierzy emisje przewodzone z EUT. Sieć sprzęgająco-odsprzęgająca LISN w LISUN System EMI – 9KB umożliwia dokładny pomiar emisji przewodzonej w zakresie częstotliwości 9kHz – 300MHz, spełniając wymagania odpowiednich norm, takich jak: CISPR15:2018, GB17743, EN55015, EN55022.

5.2 Badanie emisji promieniowania

W testach emisji promieniowania sieć sprzęgająco-odsprzęgająca LISN współpracuje z anteną. Antena odbiera fale elektromagnetyczne emitowane przez EUT i przesyła je do sieci sprzęgająco-odsprzęgającej LISN. Następnie sieć przetwarza sygnały i wysyła je do odbiornika EMI w celu analizy. Zgodnie z najnowszymi CISPR15:2018 standard, zamiast tradycyjnego CDN należy używać sieci sprzęgająco-rozprzęgającej CDNE – M316 do emisji, która jest rodzajem sieci sprzęgająco-rozprzęgającej LISN. CDNE – M316 współpracujący z systemem odbiornika EMI jest odpowiednikiem testowania emitowanych zakłóceń elektromagnetycznych urządzeń oświetleniowych o częstotliwości od 30MHz do 300MHz.

5.3 Wyniki testów i analiza

Sieć sprzęgająco-rozsprzęgająca LISN w LISUN EMI – System odbiornika testowego EMI 9KB pomaga uzyskać dokładne wyniki testów. Wyniki testów są prezentowane w raporcie testowym w formacie międzynarodowym, który zawiera informacje, takie jak zmierzone poziomy emisji, zakres częstotliwości i porównanie z odpowiednimi normami. Analizując wyniki testów, inżynierowie mogą zidentyfikować źródła zakłóceń elektromagnetycznych i podjąć odpowiednie środki w celu poprawy kompatybilności elektromagnetycznej EUT.

6. Porównanie z innymi podobnymi sieciami

Na rynku dostępne są inne rodzaje sieci sprzęgających/rozsprzęgających. Jednak sieć sprzęgająca/rozsprzęgająca LISN używana w LISUN System EMI – 9KB ma kilka zalet. Tabela 3 przedstawia porównanie sieci sprzęgająco-odsprzęgającej LISN z innymi podobnymi sieciami.

Jak pokazano w tabeli, sieć sprzęgająco-odsprzęgająca LISN charakteryzuje się szerszym zakresem częstotliwości, lepszą stabilnością impedancji, niższą tłumienność wstawiania i wyższą wydajnością izolacji, dzięki czemu jest lepiej przystosowana do dokładnych testów promieniowania EMI.

7. Wniosek

Podsumowując, LIZN sieć sprzęgająco-rozsprzęgająca jest istotnym elementem LISUN EMI – 9KB EMI Test Receiver system do testowania promieniowania. Jego zasada działania, struktura i charakterystyki wydajności zapewniają dokładność i niezawodność pomiaru zakłóceń elektromagnetycznych. Zapewniając stabilne środowisko impedancji, odsprzęgając zasilanie i współpracując z innym sprzętem testowym, sieć sprzęgająca/odsprzęgająca LISN odgrywa kluczową rolę w testach emisji przewodzonych i promieniowanych. W porównaniu z innymi podobnymi sieciami ma znaczące zalety w zakresie częstotliwości, stabilności impedancji, tłumienności wstawiania i wydajności izolacji. Przyszłe badania i rozwój w tej dziedzinie mogą skupić się na dalszej poprawie wydajności sieci sprzęgającej/odsprzęgającej LISN, takiej jak zmniejszenie tłumienności wstawiania i poprawa wydajności izolacji przy wyższych częstotliwościach, aby sprostać coraz bardziej rygorystycznym wymaganiom testowania kompatybilności elektromagnetycznej.