李如寶

(1.廈門市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院,福建廈門 361000;2.國家半導(dǎo)體發(fā)光器件(LED)應(yīng)用產(chǎn)品監(jiān)督檢驗(yàn)中心,福建廈門 361000)

0 引言

CISPR 16-1-1:2019標(biāo)準(zhǔn)附錄J.4中提到了基于FFT方法的測試系統(tǒng)[1]。在CISPR TR 16-3-2015章節(jié)10.4里詳細(xì)描述了基于FFT方法的測試機(jī)理[2]。但由于各種原因,在EMI行業(yè)幾乎沒人使用該方法進(jìn)行常規(guī)測試。究竟該方法在實(shí)際測試過程中表現(xiàn)如何？本次研究分別使用基于FFT的接收機(jī)(ESW44型)和傳統(tǒng)掃頻接收機(jī)(ESU8型)對3種類型的樣品(詳細(xì)描述詳見表1)進(jìn)行傳導(dǎo)測試,根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,佐證基于FFT的接收機(jī)對不同類型樣品測試的普遍適用性,比較兩種試驗(yàn)方法的優(yōu)缺點(diǎn),對該方法的推廣提供數(shù)據(jù)支持,引導(dǎo)從業(yè)人員對該方法加強(qiáng)實(shí)際應(yīng)用。

1 對類型1樣品的測試結(jié)果分析

我們選取了3個樣品進(jìn)行測試,分別是電源適配器(帶純阻負(fù)載)、L E D 筒燈、梳狀信號發(fā)生器。測試方法依據(jù)GB/T 9254-2008標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。測試在同一時間段內(nèi)進(jìn)行,盡可能消除環(huán)境和布置的影響。

通過測試發(fā)現(xiàn)FFT方法和傳統(tǒng)掃頻方法的測試結(jié)果一致性非常好(最大差值≤2.5dB),由于被測樣品騷擾特性穩(wěn)定,同一方法分別進(jìn)行3次測試,在選取的3個特征頻率點(diǎn)的測試結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差也非常小(<2),我們還發(fā)現(xiàn)掃頻法的測試時長約為FFT法的50倍。測試結(jié)果如表2所示。

表1 3 種典型的被測樣品特性描述

表2 掃頻法和FFT 法對3 種類型樣品的測試結(jié)果對比

圖1 電吹風(fēng)+梳狀信號源的組合

針對以上結(jié)果可以得知,在時效性沒有太苛刻要求的情況下,掃頻方法還是可接受的。而FFT方法不管從效率上、準(zhǔn)度上都表現(xiàn)優(yōu)秀,特別是測試效率讓人嘆為觀止,讓人有種“欲罷不能”,愛上測試的感覺。在短短3秒鐘的時間就可以給出頻段內(nèi)所有點(diǎn)的QP值。

2 對類型2樣品的測試結(jié)果分析

我們挑選了2個樣品進(jìn)行測試,分別是按摩器(帶多組電機(jī),工作狀態(tài)不穩(wěn)定)、包裝封口機(jī)(10秒一個工作周期),測試方法依據(jù)GB 4343.1-2018標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。測試在同一時間段內(nèi)進(jìn)行,盡可能消除環(huán)境和布置的影響。

在使用掃頻法對封口機(jī)進(jìn)行測試時,由于樣品的一個工作周期才10s左右,測試過程中需要頻繁暫停測試,等下一個工作周期開始時再繼續(xù)測試,Q P測試時更是“痛苦”,只能依靠人工觀測的方法手動記錄各點(diǎn)的最大值。整個頻段測試下來,耗時巨長,而使用FFT方法測試就從容多了,樣品的一個工作周期內(nèi),3秒鐘就完成了所有數(shù)據(jù)的采集。

所選的按摩器內(nèi)部具有多組電機(jī),分別控制不同按摩部位的啟停,電機(jī)還具有正/反轉(zhuǎn)功能,正常使用時不同電機(jī)存在交替工作的情況。如果在不考慮樣品的工作機(jī)制情況下直接進(jìn)行測試,多次測量發(fā)現(xiàn),兩種方法均會出現(xiàn)較大的偏差,FFT法可采取加長觀測時間的辦法(讓樣品完成一個完備的工作狀態(tài)),便可取得較為穩(wěn)定的測試數(shù)據(jù),而掃頻法由于需要2分鐘左右才能完成一次掃描,要想讓每個頻點(diǎn)都測得樣品所有狀態(tài)下的最大值變得很不現(xiàn)實(shí)。特別是樣品電源部分的騷擾對后端帶載變化較敏感的情況下,掃頻法基本只能靠運(yùn)氣看是否能測得最大值了。這也解釋了某些客戶的反饋(我在某某實(shí)驗(yàn)室都測試合格了,為什么換一個實(shí)驗(yàn)室就不合格了,而且數(shù)據(jù)還差別很大)。

3 對類型3樣品的測試結(jié)果分析

在日常測試過程中經(jīng)常會出現(xiàn)這種情況:加了濾波電路把整個騷擾降下來了,但莫名其妙的怎么多了一些窄帶的點(diǎn)。其實(shí)這些窄帶騷擾并不是突然出現(xiàn)的,絕大部分是由于晶振、開關(guān)電路引起的,之前因?yàn)檠蜎]在寬帶騷擾之下未被發(fā)現(xiàn)而已。

為了更直觀的對比,本次采用電吹風(fēng)+梳狀信號源的組合來模擬該情況,由電吹風(fēng)提供足夠大的寬帶騷擾,且QP遠(yuǎn)小于PK,梳狀信號源提供窄帶騷擾,通過連接衰減器的辦法調(diào)節(jié)騷擾大小使其騷擾淹沒在寬帶騷擾之下。測試連接圖如圖1所示。

從測試數(shù)據(jù)可以看出,掃頻法的掃描曲線已經(jīng)看不到屬于梳狀信號源的騷擾,導(dǎo)致選點(diǎn)進(jìn)行QP測試時無法選到QP值較大的窄帶信號。FFT法由于直接采用QP檢波器進(jìn)行掃描,能把梳子信號源的數(shù)據(jù)很好的區(qū)分出來。對于這種特性情況,顯然掃頻法無法取得正確的檢測數(shù)據(jù),存在非常大的結(jié)果誤判風(fēng)險,應(yīng)該引起大家的足夠重視。

4 結(jié)論

對比了三組試驗(yàn)結(jié)果,可以看到,掃頻法對于騷擾特性穩(wěn)定的樣品,不會出現(xiàn)問題;對于騷擾特性不穩(wěn)定的樣品,往往需要經(jīng)過多次測試,或通過有經(jīng)驗(yàn)的工程師才能測得相對準(zhǔn)確的數(shù)據(jù);對于具有第三種特性的樣品,測試結(jié)果大概率會出現(xiàn)誤判,不管是對于認(rèn)證實(shí)驗(yàn)室、生產(chǎn)者都存在較大風(fēng)險。如果采用FFT法直接測試QP值,對三種特性的樣品都能很好很快的測得正確的數(shù)據(jù),極大減少了對人員的依賴。在日常檢測中,強(qiáng)烈推薦使用。