陳 功

（中國西南電子技術(shù)研究所計量檢測中心，四川成都 610036）

Do160G與Do160F在EMC方面的對比分析

陳 功

（中國西南電子技術(shù)研究所計量檢測中心，四川成都 610036）

隨著電磁環(huán)境的復雜化及電磁兼容測試技術(shù)的革新，如何對機載設備設計合適的測試方案變得相當重要。對Do160G和Do160F在測試目的、設備分類、測試方法等方面進行對比分析，通過分析，為現(xiàn)階段機載設備設計測試方案提供依據(jù)。

LISN；電磁兼容；敏感度；機載設備；EUT

2010－12－08美國航天無線電技術(shù)委員會（RTCA）特別委員會135（SC135）宣布Do160G正式發(fā)布，同時宣布Do160F失效。在此之前，SC135曾對Do160發(fā)布過A，B，C，D，E，F(xiàn)共6個版本［1］，Do160G規(guī)定了現(xiàn)階段的所有航天設備測試電平及極限要求，不僅適用于一般航天器、直升飛機、商用噴氣飛機、大型噴氣式客機，而且還適用于歐航A350XWB和波音747－8。

Do160G等同于歐盟標準ED－14G，是對機載設備環(huán)境要求及測試方法的規(guī)定。它由26章和3個附錄構(gòu)成，涉及電磁兼容的是1至3章、15至23、25章。本標準規(guī)定機載設備在溫度、振動、鹽霧、電源輸入、射頻敏感度、雷電、靜電放電等方面的要求及試驗方法。下面通過Do160G與Do160F在涉及電磁兼容方面的對比分析，闡述Do160G對機載設備的新要求及測試方法，以便為當前機載設備設計合理的測試方案。

1 各章節(jié)分析

Do160標準中涉及電磁兼容內(nèi)容如下：第1－3章，試驗目的、術(shù)語、測試設備布置介紹；第15章，磁場效應；第16章，電源輸入；第17章，電壓尖峰；第18章，電源線音頻傳導敏感度；第19章，感應信號敏感度；第20章，射頻敏感度（傳導和輻射）；第21章，射頻能量發(fā)射；第22章，雷電感應瞬態(tài)敏感度；第23章，雷電直接效應；第25章，靜電放電。在Do160G中除第23章外，均值Do160F上進行相應修改，下面將對改動的章節(jié)進行分析。

1．1 前3章部分

第1章測試目的及適用性，第2章術(shù)語定義，第3章測試條件。這3章內(nèi)容為后面章節(jié)提供參考，對具體測試進行較詳細的指導。在Do160G中，第1章強調(diào)附錄中用戶手冊的重要性；第2章對測試設備分類進行詳細說明，特別是在2．8中指出當設備屬于特殊類時，只需按該項測試中要求較低的類即可；第3章對EUT敏感度測試配置的說明，特別強調(diào)EUT固化軟件和一般軟件在測試時按要求運行。

1．2 第15章 磁場效應

驗證EUT產(chǎn)生的磁場對環(huán)境的影響，通過羅盤指針或磁場探頭進行指示其大小，也被稱為“磁閥”。試驗時將EUT沿著東西連線方向逐漸接近標準羅盤，直到觀察指針產(chǎn)生一度的偏移，測量其間距從而確定“設備分類”。根據(jù)間距從小于30 cm到大于300 cm將設備分為5個等級（Y，Z，A，B和C）。在Do160G中，對圖15－1試驗測試配置進行修改，以便確定當羅盤指針偏移1°時羅盤與被測設備間的距離，從而確定設備等級。

1．3 第16章 電源輸入

雖然在MIL－STD－704F［2］、GJB 181A—2003［3］、GB 17626．11—2008［4］中均對電源特性的電磁兼容試驗進行相關(guān)論述，但各標準對EUT施加的測試信號、EUT狀態(tài)、試驗方法存在較大差異。在Do160G中，當交流或直流電源在不同條件變化時，測試機載設備在正常和應急狀態(tài)下能否按要求正常工作。該部分將設備分為4類（A，B，D，Z），對于交流供電設備，又分為定頻（CF）、窄變頻（NF）、寬變頻（WF）。

由于飛機電源系統(tǒng)的不斷發(fā)展，本部分在最近10年進行較大的修改。在Do160E中，為便于使用和理解，該章分為直流和交流試驗2部分，并增加負載設備對飛機電源系統(tǒng)的影響和交流供電設備的直流測試項目。Do160F中增加270 V直流電源系統(tǒng)測試項目［5］。在Do160G中，對多種電源供電的設備測試、交流供電設備的短時中斷、三相交流供電設備的每相浪涌試驗、涉及短時中斷試驗的表16－1，16－2，16－3、測試信號源電壓誤差進行修改。

1．4 第17章 電壓尖峰

當通過輸出阻抗為50Ω的信號源輸出干擾信號到EUT電源輸入端口并持續(xù)1 min，測試設備是否按要求在試驗期間和試驗后正常工作。干擾信號為上升時間小于2 ms，持續(xù)時間大于10 ms的尖峰電壓。該測試方法與MIL－STD－461F中的CS106相似［6］。本章將EUT分為2類（A，B），A類的測試電壓為600 V，而B類電壓則是交流有效值的2倍，或者直流電壓的2倍，或者是兩者之和，最大值為200 V（見圖1）。

在Do160G中規(guī)定試驗時信號源至少產(chǎn)生50個正尖峰和50個負尖峰。

圖1 尖峰電壓波形

1．5 第18章 電源線音頻傳導敏感度

該測試方法與MIL－STD－461F中的CS101類似，試驗頻率為10 Hz～150 k Hz，試驗電壓根據(jù)試驗頻率分為大小不同的幾段，掃描的頻率步進為30（每10倍頻程），并且在每一頻點駐留1 min。本部分將直流供電設備分為3類（R，B，Z），將交流供電設備分為2類（R，K），其中K類包括為定頻（CF）、窄變頻（NF）、寬變頻（WF）3類。

Do160G將Do160F結(jié)尾的注釋和備注放在新的用戶手冊部分；刪掉測試信號輸出功率為100 W的極限值，而用峰值為36 A的電流極限；修改了測試布置圖，以便能在合適的位置進行“可選的AC電流監(jiān)測”；刪掉耦合變壓器輸出阻抗為0．6Ω的要求。

1．6 第19章 感應信號敏感度

設備和互連電纜受到音頻電場、磁場和瞬態(tài)電壓尖峰的影響時，能否按要求正常工作，本部分將EUT分為4類（A，B，C，Z）。而對于交流供電設備，根據(jù)工作頻率分為定頻（CF）、窄變頻（NF）、寬變頻（WF），在前面4類字符后加上C，N，或W則為相應的交流供電設備類型。試驗頻率是根據(jù)設備類型而定的，不同的設備類型，試驗頻率范圍不同。頻率掃描速率為30（每10倍頻程），并且在每一頻點駐留10 s。

Do160G中澄清該測試不適用于電源輸入電纜或電線；增加“設備的電場感應”測試，對于所有設備施加單次有效值為170 V的400 Hz電壓，并增加相應的試驗配置圖；增加開關(guān)瞬態(tài)感應測試圖，測試時尖峰信號幅度可以變化，并且可以小于600 Vpp。

1．7 第20章 射頻敏感度（傳導和輻射）

本章包括傳導敏感度和輻射敏感度測試，試驗時施加到EUT上的干擾信號為連續(xù)波、方波調(diào)幅信號和脈沖調(diào)制信號。測試配置時，需要線性阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡串接在電源線和EUT之間，并且在每根電源線上連接一只10μF的電容到地。除非有其他規(guī)定，否則試驗時要求互連電纜長度大于3．3 m，電源線長度小于1 m。圖2為輻射敏感度的測試配置圖。

傳導敏感度測試方法與MIL－STD－461F中CS114相似，此處EUT分為7個不同的類，測試頻率為10 k Hz～400 MHz，要求進行2次掃描，一次為連續(xù)波，另一次為方波調(diào)幅信號。輻射敏感度測試方法與MIL－STD－461F中RS103類似，將EUT分為10個類，測試頻率為100 MHz～18 GHz，要求發(fā)射天線與EUT間的距離為1 m。

Do160G增加了用戶手冊；要求EUT的每個面均應受到相同的輻射，對于無法進行的面應在測試報告中注明；澄清了測試天線與EUT的距離要與校準時一致。

1．8 第21章 射頻能量發(fā)射

用峰值檢波對EUT的射頻發(fā)射信號進行測試，包括傳導發(fā)射和輻射發(fā)射。本章將EUT分為6類（B，L，M，H，P，Q），試驗配置需要線性阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡串接在電源線和EUT之間，并且在每根電源線上連接一只10μF的電容到地。除非有其他規(guī)定，否則試驗時要求互連電纜長度大于3．3 m，電源線長度小于1 m。傳導發(fā)射，測試頻率為150 k Hz～152 MHz，試驗時將電流探頭卡在電源線和互連電纜上，探頭與EUT的距離為5 cm。輻射發(fā)射，測試頻率為100 MHz～6 GHz，采用線極化天線在水平和垂直2個方向上進行，要求測試時轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)1周接收機掃描200次。

Do160G中增加用戶手冊；增加新的Q類極限，用以保護VHF和GPS接收機，但對P類中的傳導發(fā)射“HF notch”不適用；改變測試帶寬從100 k Hz～1 MHz，以前版本在1 GHz時才用該帶寬，而在Do160G中960 MHz則使用該值；取消測試頻率大于960 MHz的10 k Hz帶寬選項，而用高增益預放代替。

1．9 第22章 雷電感應瞬態(tài)敏感度

通過針腳和電纜束注入到EUT連接器針腳、互聯(lián)電纜和電源線各類模擬雷電感應瞬態(tài)波形，判斷在試驗期間或過后設備能否按要求工作。用針腳注入時，EUT處于加電工作狀態(tài)，試驗后檢查EUT是否正常。電纜束注入模擬瞬態(tài)信號通過電纜感應或地感應到EUT互連電纜和電源線，測試時要求EUT與地絕緣。施加到EUT電纜或線上的信號要求在每個極性至少進行5 min。瞬態(tài)信號為單擊信號或組合信號（單擊信號、多擊信號、多脈沖群的組合），根據(jù)針腳注入、電纜束注入和測試信號波形進行EUT分類。

Do160G中增加用戶手冊部分，本章中許多注釋和備注被移到用戶手冊；刪除利用針腳注入測試波形來確定源阻抗的“電阻法”測試；增加電纜束測試波形6，僅適用于多脈沖群測試；修改針腳注入校準和測試配置圖。

1．10 第25章 靜電放電

當進行空氣放電時，EUT是否能按規(guī)定正常工作。該方法與GB 17626．2—2006［7］中相似，但此項試驗要求EUT搭接到地，并且僅進行空氣放電，測試點為人員容易接觸到的地方，對測試點進行15 k V的正負極性空氣放電各10次。

圖2 輻射敏感度試驗配置

Do160G中對測試點進行澄清，特別指出，連接器的針腳不進行該項測試。

2 結(jié) 語

RTCA／Do160和歐洲的EUROCAE／ED－14標準等同，其中規(guī)定了機載電子設備電磁兼容要求。為適應不斷發(fā)展的航天機載電源系統(tǒng)和電磁兼容測試技術(shù)，人們不斷對測試等級、要求、測試方法進行修改。同時SC135將在Do160的下一新版本發(fā)布之前，編寫關(guān)于所有部分的用戶指南。通過對Do160G與Do160F的對比分析，為用戶對機載設備測試方案的設計提供了參考。

［1］ RTCA／DO－160E，Environmental Conditions and Test Procedures for Airborne Equipment［S］．

［2］ MIL－STD－704F，Aircraft Electric Power Characteristics［S］．

［3］ GJB 181A—2003，飛機供電特性［S］．

［4］ GB 17626．11—2008，電磁兼容試驗和測量技術(shù)電壓暫降、短時中斷和電壓變化抗擾度試驗［S］．

［5］ RTCA／DO－160F，Environmental Conditions and Test Procedures for Airborne Equipment［S］．

［6］ MIL－STD－461F，Requirements for the Control of Electromagnetic Interference Characteristics of Subsystems and Equipment［S］．

［7］ GB 17626．2—2006，電磁兼容試驗和測量技術(shù)：靜電放電抗擾度試驗［S］．

TP206

A

1008－1542（2011）07－0119－03

2011－06－20；責任編輯：張士瑩

陳 功（1980－），男，四川宜賓人，工程師，主要從事電磁兼容設計及試驗方面的研究。