在電磁兼容性（EMC）測試中，驗證信號發(fā)生器的抗干擾能力需通過輻射抗擾度和傳導(dǎo)抗擾度兩大類實驗設(shè)計，覆蓋不同頻段、干擾類型及實際使用場景。以下是具體實驗設(shè)計方法及關(guān)鍵步驟：
一、實驗設(shè)計核心原則
- 標準依據(jù)：
- 優(yōu)先參考國際標準（如IEC 61000-4系列、CISPR 16）或行業(yè)標準（如MIL-STD-461G、DO-160G），確保測試合規(guī)性。
- 例如：IEC 61000-4-3（輻射抗擾度）、IEC 61000-4-6（傳導(dǎo)抗擾度）、IEC 61000-4-8（工頻磁場抗擾度）。
- 干擾類型覆蓋：
- 輻射干擾：模擬空間電磁波（如無線電信號、手機輻射）對設(shè)備的耦合影響。
- 傳導(dǎo)干擾：模擬電源線或信號線上的干擾（如開關(guān)電源噪聲、電網(wǎng)波動）。
- 靜電放電（ESD）：模擬人體或設(shè)備帶電觸碰產(chǎn)生的瞬態(tài)干擾。
- 電快速瞬變脈沖群（EFT）：模擬繼電器切換或感性負載斷開時的脈沖干擾。
- 浪涌（Surge）：模擬雷擊或大功率設(shè)備啟停時的電壓沖擊。
- 性能判據(jù)：
- A級：設(shè)備功能正常，無性能下降。
- B級：功能可短暫喪失，但能自動恢復(fù)，無數(shù)據(jù)丟失。
- C級：需人工干預(yù)恢復(fù)，但無硬件損壞。
- D級：設(shè)備損壞或數(shù)據(jù)永久丟失（不可接受）。
二、輻射抗擾度實驗設(shè)計
1. 實驗?zāi)繕?/span>
驗證信號發(fā)生器在空間電磁場作用下的抗干擾能力，確保其輸出信號參數(shù)（頻率、電平、相位噪聲）穩(wěn)定。
2. 實驗方法
- 測試設(shè)備：
- 橫電磁波（TEM）小室或吉赫茲橫電磁波（GTEM）小室（適用于低頻至GHz級干擾）。
- 電波暗室（遠場測試，模擬真實環(huán)境）。
- 信號發(fā)生器（產(chǎn)生干擾信號）、功率放大器、場強監(jiān)測儀。
- 干擾信號：
- 頻率范圍：80MHz至6GHz（覆蓋常見無線通信頻段）。
- 調(diào)制方式：連續(xù)波（CW）、脈沖調(diào)制（如1kHz方波調(diào)幅）。
- 場強等級：
- 工業(yè)環(huán)境：3V/m至10V/m。
- 軍用環(huán)境：20V/m至200V/m（需根據(jù)標準調(diào)整）。
- 實驗步驟：
- 將信號發(fā)生器置于測試平臺（如木桌），連接所有必要電纜（如電源線、輸出線）。
- 使用場強監(jiān)測儀校準干擾場強至目標值（如3V/m @ 1GHz）。
- 逐步增加干擾頻率，在每個頻點保持1分鐘，監(jiān)測信號發(fā)生器輸出參數(shù)。
- 記錄參數(shù)偏差（如頻率漂移、電平波動）及功能異常（如觸發(fā)同步丟失）。
3. 判定標準
- 輸出頻率漂移≤±0.5ppm（相對于無干擾基準值）。
- 輸出電平波動≤±0.5dB。
- 相位噪聲惡化≤2dB（10kHz偏移處）。
- 功能符合A級或B級判據(jù)。
三、傳導(dǎo)抗擾度實驗設(shè)計
1. 實驗?zāi)繕?/span>
驗證信號發(fā)生器通過電源線或信號線耦合干擾時的抗擾能力，確保其電源模塊及信號接口穩(wěn)定性。
2. 實驗方法
- 測試設(shè)備：
- 耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)（CDN，用于電源線測試）。
- 電流注入探頭（用于信號線測試）。
- 信號發(fā)生器、功率放大器、示波器。
- 干擾信號：
- 頻率范圍：150kHz至30MHz（傳導(dǎo)干擾主要頻段）。
- 調(diào)制方式：1kHz正弦波調(diào)幅（80%調(diào)制深度）。
- 干擾等級：
- 電源線：3V（有效值）。
- 信號線：10V（有效值）。
- 實驗步驟：
- 將信號發(fā)生器電源線接入CDN，信號線穿過電流注入探頭。
- 注入干擾信號，逐步增加頻率至目標范圍。
- 監(jiān)測電源電壓波動（如使用示波器）及輸出信號參數(shù)。
- 記錄瞬態(tài)干擾（如電壓跌落、脈沖干擾）對設(shè)備的影響。
3. 判定標準
- 電源電壓跌落≤15%（持續(xù)≤10ms）。
- 輸出信號無中斷或數(shù)據(jù)丟失。
- 長期運行后無元件損壞（如電源模塊過熱）。
四、靜電放電（ESD）實驗設(shè)計
1. 實驗?zāi)繕?/span>
驗證信號發(fā)生器在人體或設(shè)備帶電觸碰時的抗干擾能力，確保其外殼及接口電路可靠性。
2. 實驗方法
- 測試設(shè)備：
- ESD模擬器（如Keytek ZAPMASTER）。
- 接地平板、絕緣支架。
- 干擾信號：
- 接觸放電：±4kV（直接接觸外殼或接口）。
- 空氣放電：±8kV（模擬帶電人體靠近設(shè)備）。
- 實驗步驟：
- 將信號發(fā)生器置于絕緣支架上，連接所有電纜。
- 對外殼、連接器、按鍵等部位進行接觸/空氣放電，每部位10次。
- 監(jiān)測放電瞬間輸出信號參數(shù)及設(shè)備復(fù)位情況。
3. 判定標準
- 無硬件損壞（如接口電路燒毀）。
- 放電后設(shè)備能自動恢復(fù)功能（符合B級判據(jù)）。
- 輸出參數(shù)偏差≤±1%（持續(xù)≤1秒）。
五、電快速瞬變脈沖群（EFT）實驗設(shè)計
1. 實驗?zāi)繕?/span>
驗證信號發(fā)生器在繼電器切換或感性負載斷開時的抗干擾能力，確保其電源及信號接口穩(wěn)定性。
2. 實驗方法
- 測試設(shè)備：
- EFT發(fā)生器（如Teseq NSG 2025）。
- 耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)（CDN）。
- 干擾信號：
- 脈沖電壓：±2kV（電源線）、±1kV（信號線）。
- 脈沖頻率：5kHz（每秒5000個脈沖）。
- 脈沖寬度：50ns。
- 實驗步驟：
- 將信號發(fā)生器電源線接入CDN，信號線通過電容耦合。
- 注入EFT脈沖，持續(xù)1分鐘。
- 監(jiān)測輸出信號參數(shù)及設(shè)備復(fù)位情況。
3. 判定標準
- 無數(shù)據(jù)丟失或功能永久失效。
- 脈沖干擾期間輸出參數(shù)波動≤±2%（持續(xù)≤100μs）。
六、實驗報告與改進建議
- 數(shù)據(jù)匯總：
- 生成測試曲線（如頻率漂移隨干擾場強變化圖）。
- 記錄所有失效模式（如ESD導(dǎo)致接口電路燒毀）。
- 失效分析：
- 若參數(shù)超差，需定位故障根源（如電源濾波不足、屏蔽設(shè)計缺陷）。
- 例如：通過近場探頭掃描發(fā)現(xiàn)某頻點輻射超標，需優(yōu)化PCB布局或增加磁珠濾波。
- 改進建議：
- 硬件優(yōu)化：增加電源濾波電容、優(yōu)化屏蔽罩設(shè)計。
- 軟件優(yōu)化：添加看門狗定時器（WDT）防止程序跑飛。
- 結(jié)構(gòu)優(yōu)化：改進連接器密封性，防止ESD侵入。
七、示例實驗配置表
通過上述系統(tǒng)化實驗設(shè)計，可全面驗證信號發(fā)生器的抗干擾能力，確保其在實際電磁環(huán)境中穩(wěn)定運行。
