浅谈传导发射测试中LISN的作用

常见的医疗器械,无论是参考yy 0505还是gb/t 18268.26的产品,都要求对电源端进行传导发射项目的测试,当然大型设备的现场测试除外,而具体的测试频段范围是从150khz-30mhz。
首先,传导发射是电磁兼容的发射测试项目中的一个,其目的是为了衡量设备从电源端口向电网传输的骚扰。由于电网存在于建筑物墙体内的电线纵横交错构成了阵列,如同无比巨大的天线,当高频的骚扰电流流过,传导的电流就会通过这个等效天线发射出去,从而干扰无线电设备及其他设备。因此,传导发射限值的制定就是为了让设备的骚扰电流限制在一定范围内,从而保护其他设备。
常见的传导发射测试由三部分组成,被测物(简称eut),线性阻抗稳定网络(简称lisn),以及接收机(即骚扰测量仪)。简单的架构图如下:
从上面这个图,我们可以看到lisn站在一个c位,其分量应该不言而喻。但是具体的作用究竟是什么呢?可以从下面lisn的结构简图可以看出来。
表面看来非常简单,不就是几个电感,电容,电阻组成的吗?能有多大用途!这样想就错了,因为它具备以下三个作用:
第一个作用,阻止外部噪声流入干扰了正常的测量。 这跟辐射测试中使用的电波暗室类似,如下图,蓝色线表示外部噪声的流动方向。这是因为电感l1的值为50uh,结合阻抗公式(等于2πfl),在150khz-30mhz的测试范围内阻抗从几十ω-几千ω不等,而1uf的电容c1在150khz-30mhz的测试范围内阻抗(等于1/2πfc)从1ω-0.005ω不等。因此电源端的噪声几乎无法翻越电感,被接收机所检测,自然就不会干扰了正常的测量。
这样说,估计很多新手要一脸懵逼的表情了!
好吧,那就简单的说了,前面文章有提过电流跟水流的概念相似,那么我们用水流去理解这个问题。
从上面的分析可知,电感的阻抗很高,相当于水在流动的时候遇到一道更高的堤坝,而电容的阻抗很低,相当于水在流动的过程遇到了一条更低的壕沟,从图的右边开始看,电网的噪声相当于洪水,那么洪水从右往左流,同时遇到前面一道堤坝(电感l1),还有一道壕沟(电容c1),接下来会怎么个流动法呢? 水往低处流! 这样说大家应该就明白了吧!
第二个作用,为产品测试提供不同场地,不同线之间,相应频率上相同的阻抗。 简单来说就是在a实验室测试的时候跟在b实验室测试的阻抗是一致的,否则如果不一致,则同一个产品出来的骚扰在不同实验室得到不同的测试结果,这显然测试就没有意义可言了。上述图中电容c2跟50ω电阻代表了接收机的输入阻抗,其中0.1uf的电容c2用于隔直,防止接收机过载,阻抗从10.6ω-0.05欧姆不等。与50ω并联的1000ω电阻r则用于测试切换时为电容c2提供一个放电通路,同时,50ω与1000ω并联之后阻抗仍然接近50ω左右,所以在传导发射测量范围内,这个阻抗相当稳定。
第三个作用,确保被测骚扰电流尽可能的流入接收机,而不是流向电网端。 这个原理跟第一个作用相似,只是反过来看而已,结合阻抗公式,举一反三,此处不做详细的分析了。如下图。
最后,当我们把lisn的架构和作用搞清楚之后,对于解决实际的传导发射问题,用途非常大了,这个方法论,用一句话来概括,就是:

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