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GB／T 17626.31-2021 电磁兼容 试验和测量技术 第31部分：交流电源端口宽带传导骚扰抗扰度试验.pdf626.312021/IEC6100
本文件所涉及的骚扰源，通常指来自叠加在连接EUT交流电源端口的电源线上的有意和/或无意 的传导宽带骚扰。 例如，电力线通信（PLT)系统产生的信号是有意发射的宽带骚扰，连接到交流电源网络上的其他电 气和电子设备可能会发射无意的宽带骚扰。 注：电力线通信也被认为是宽带电力线通信（BPL)及电力线通信（PLC)。 即便宽带信号是差模信号，但电源的不平衡也能将部分信号转化为共模信号。考虑到该现象，通过 个与典型电源配电网络类似的有纵向转换损耗（LCL）的差模耦合/去耦网络（CDND)注人骚扰信号 （见图1）。 CDND的特性在6.2中给出
图1宽带传导骚扰抗扰度试验
将EUT连接到CDND,除非可以确定试验信号发生器和CDND之间因失配引起的电压驻波比 VSWR)≤2GB/T 22582-2008 电力电容器 低压功率因数补偿装置，否则应在试验信号发生器和CDND之间插人一个3dB或者更大的功率衰减器（图1中 的A2）
在选定的试验频率范围内，施加到受试交流电源端口的宽带试验信号的试验等级用功率谱密度 PSD)规定，表示为dBm/Hz，应在表1的第2列中选择。功率谱密度试验电平测量不确定度（MU)的 相关信息见附录A。 为方便起见，试验等级也可在150kHz～80MHz的全频率范围内用等效电压频谱规定，表示为 B(=V)/100kHz（见表1中的第3列），以及用总前向功率规定，表示为dBm（见表1中的第4列）。 这些值在50Q系统中通过公式（1)导出，如果选择不同或缩减的频率范围进行试验，这些值需要重 所计算。 关于试验等级验证的更多细节见图11
表1试验等级 （频率范围:150kHz~80MHz）
宽带试验信号的示例见图2。 在有意宽带骚扰的特定情况下，产品委员会可规定适当的限定频率范围来试验EUT。 对于给出的功率谱密度和选定频率范围的总前向功率可用公式（1)来计算
式中： PTF 总前向功率，单位为分贝毫瓦（dBm）； PsD 功率谱密度，单位为分贝毫瓦每赫兹（dBm/Hz)； fstop 试验频段的上限，单位为赫兹（Hz)； fstart 试验频段的下限，单位为赫兹（Hz）。 耦合装置（CDND)EUT端口的试验电平设置程序在6.4中描述
P TF =PsD + 10log ( J start Hz
kHz分辨率带宽测得的宽带试验信号电压频谱示
6试验设备以及电平设置程序
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试验信号发生器（见图3)包含所有必需的设备，提供一个宽带输入到CDND用来向EUT施加满 足试验等级、频率范围、调制方式等参数要求的试验信号。 典型的布置包括以下几项，可分立也可集成为一台或几台试验仪器。 白噪声源，G1，能够产生覆盖所需频段的宽带信号。可通过手动控制或者编程控制设置参数 （例如：频段，幅值）。更多的细节见附录B。 1Hz和2Hz的脉冲调制功能（50%占空比）。 可调衰减器，A1，（通常从OdB～40dB)控制骚扰源的输出电平，为选件。 射频开关，S1，在评价EUT抗扰度时用来控制宽带骚扰信号的开启和关闭。S1可能包含于 G1内，为选件。 宽带功率放大器，PA，当G1的输出功率不足时用以放大信号。 低通滤波器（LPF)和/或高通滤波器（HPF），用以避免（高次或亚）谐波对某些类型的EUT，例 如射频接收机，产生干扰。需要时，滤波器应在宽带功率放大器PA的输出和CDND之间 插人。 试验信号发生器的特性见表2。
表2试验信号发生器的特性
图3试验信号发生器的原理图
耦合装置应用于在所需频率范围内施加宽带试验信号，耦合装置在EUT受试端口具有规定的共 莫和差模阻抗。 去耦装置应用于保护其他非受试装置、设备和系统，使其不受试验信号的骚扰。 耦合/去耦装置可整合进一个盒子内（耦合/去耦网络）或由儿部分组成。CDND用于交流端口 CDN用于其余端口，可确保试验的复现性以及对AE的保护。 使用耦合/去耦装置是出于以下两个目的： CDND用于将宽带试验信号施加于EUT的受试交流电源端口，适用时，用于对非受试交流电 缆的去耦或端接； CDN用于对所有其他非受试电缆（除交流电缆外）的去耦或端接
6.2.2用于受试端口的 CDND
CDND在一个盒子内集成了耦合和去耦功能，用于向EUT的交流电源端口注人宽带试验信号。 CDND应有16dB的纵向转换损耗（LCL）以使同时注人共模信号和差模信号。表3和图4分别给出 CDND的基本要求和简图示例。
表3电流<16A的CDND主要参数技术规范
.2.3用于非受试线缆的耦合/去耦网络（CDN)
6.2.3.1通用要求
图4CDND电路简图示例
6.2.3.2非交流电源线的耦合/去耦网络
图5用于非交流电源端口的耦合/去耦网络示例
6.2.3.3非屏蔽平衡线的耦合/去耦
6.2.3.4非屏蔽不平衡线的耦合/去耦
6.2.3.6 去耦网络
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试验系统（包括试验信号发生器和CDND)应具有在试验频率范围内对EUT的交流电源端口施加 恒定平坦的宽带试验信号的能力， 6.1和6.2.2描述了试验信号发生器和CDND的特性，参数分别在表2和表3中给出。 6.3.2～6.4描述了施加到EUT的宽带试验信号的平坦度和电平设置的验证
6.3.2试验信号发生器平坦度的验证程序
由试验信号发生器施加到CDND的宽 范围内满足土3dB的平坦度要求 在试验频率范围内，信号平坦度的验证应使用频谱分析仪，测量时，频谱分析仪分辨率带宽设定为 100kHz±30kHz。 测量布置见图6a），典型的试验输出信号见图6b）。 注：试验信号发生器的信息见附录B
度减器选件用于防止频谱分析仪过载或损坏
a）试验信号发生器输出宽带信号的验证布置图
6.3.3使用变压器夹具的CDND插入损耗验证程
试验信号发生器输出宽带信号的典型频谱
应使用变压器夹具验证相线和中线之间耦合的对称信号电平和注人耦合系统的特性（这部分包 ND）。当试验信号从CDND的射频输入端注人时，变压器夹具用来验证L线和N线之间耦合的 信号电平
这些变压器夹具在整个适用试验频率范围内将输入阻抗从非对称的50Q2输入/输出转化为对称的 100Q输人/输出。变压器夹具的电路示例如图7所示
器502侧、1002侧以及2个0.1μF耦合电容
图8变压器夹具的技术参数
b）变压器夹具测量A的插入损耗测量布置图
图8变压器夹具的技术参数（续）
变压器夹具的插入损耗在适用的频率范围内应小于1dB。CDND的插人损耗平坦度不应超过 土1dB。CDND插入损耗的典型值在2dB～4dB之间。
6.3.4注入耦合系统的插入损耗
为了验证注人耦合系统的插入损耗，应使用图9给出的试验布置
19验证注入耦合系统插入损耗的布置示意图
参考接地平面应延伸超出布置的周边至少0.2m。调整变压器夹具下面绝缘支撑的高度，使得变 压器夹具与CDND之间的电缆长度最短。 试验中使用的注人耦合系统（包括同轴电缆、衰减器、CDND和变压器夹具）的插入损耗平坦度应 用矢量网络分析仪（VNA）按图10来验证，应在士3dB以内。 注：可用一个信号发生器和一个接收机来替代VNA。
6.4试验电平设置程序
6.4.2CDND的EUT端输出电平的设置
图10注入耦合系统总插入损耗的评估布置图
用于将宽带信号的输出功率调节到试验所需的电平的布置如图11所示。 试验信号发生器应连接到CDND的射频输人端。CDND的EUT端应通过变压器夹具连接到具有 50Q输入阻抗的测量设备上。CDND的交流电源端应连接到第二个变压器夹具，并端接50Q负载。 宽带试验信号的功率宜使用热电偶式功率计测量。若其适用性（特别是线性度）得到证明，也可使 用其他类型的功率计。 使用所述的布置和以下的测量程序，调节试验信号发生器，使其在测量设备上产生以下读数。 采取的步骤如下： a）根据表1中选定的试验等级以及试验频率范围试验，使用第5章中的公式（1)计算目标总前向 功率。 b） 调节试验信号发生器的输出，使功率计的读数等于按照步骤a)得出的总前向功率，其中功率 计与变压器夹具的输出端连接，变压器夹具则与CDND的EUT端口连接。记录达到该试验 电平时信号发生器的设置，并将其应用于对EUT的试验
图11电平设置布置图
E1立放直参考接地平面 0.05m范围内的非导电滚轴/脚轮可用于替代绝缘支撑。所有从EUT引出的电缆应在参考接地平面 上垫高至少30mm。 如果设备被设计成安装在面板、支架或机柜内的，则应在这种配置下进行试验。当需要支撑受试样 品时，这种支撑物应由非金属、非导电材料构成。 将与EUT受试交流电源端口连接的电缆连接到CDND的EUT端口以施加宽带试验信号。如果 有多个交流电源端口，则每根电缆都应连接到CDND。所有其他的电缆都应连接到CDN和/或去耦装 置。这些CDN和/或去耦装置应放置在距离EUT0.1m～0.3m之间（本文件中的距离L）。此距离是 从EUT在参考接地平面上的投影到CDND、CDN和/或去耦设备的水平测量距离。更多参考信息见 图13。 注：距离L对于EUT的各个面不一定相同，但在0.1m~0.3m之间
7.2单个单元组成的E
（AE），以及确保任何数据传输和功能评估所必需的辅助设备，应通过耦合/去耦装置连接到EUT上 每种类型的物理端口中至少有一个宜连接电缆，并按7.1中所述进行去耦，
EUT与试验设备以外的任何金属物体的间隙应至少为0.5m。不作注入用的CDN中应只有一个CDN用50 端接以提供唯一的返回路径。其他所有的CDN应作为去耦网络配置，
7.3多个单元组成的EUI
单个单元组成的EUT的试验布置示例（俯视图
由多个互相连接的单元组成的设备应采用下列方法之一进行试验。 首选方法：每个子单元应作为唯一的EUT单独处理和试验（见7.2），并将其他所有的单元视 作AE。CDN或去耦网络应放置在与被视为EUT的子单元连接的电缆上。所有子单元的交 流电源端口应分别进行试验。 替代方法：总是由短电缆（即≤1m)连接在一起，且是被测设备的一部分的多个子单元可被视 作一个EUT。这些互连电缆被视为系统内部电缆。见图13。 作为这类EUT的一部分的各单元应尽可能彼此靠近而不接触地放置在绝缘支撑物上。这些单元 互连电缆也应放置在绝缘支撑物上。 EUT与试验设备以外的任何金属障碍物的间隙应至少为0.5m
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7.4CDN和CDND的端接
图13由多个单元组成的EUT的试验布置示例（俯视图）
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在参考接地平面上高0.1m士0.05m的绝缘支撑物上，并通过已端接终端的CDN接地。 如果AE通过一个CDN连接到EUT，则其布置通常并不至关重要，可根据制造商的安装 要求连接到参考接地平面上。 如果EUT只有一个端口（即一个交流电源端口），则该端口连接到用于注人的CDND上。 如果EUT有两个端口且只有一个CDND可连接到EUT，则另一个端口应连接到AE，按 上述优先顺序在AE其他端口中选择一个端口连接到CDND（交流电源端口）或CDN上 L见图14a）并用502负载端接该网络。AE所有其他的连接都应去耦。如果连接到 EUT的AE在试验期间出现错误，则宜在EUT和AE之间连接去耦装置（首选端接了 50Q2负载的电磁钳）[见图14b）]。 如果EUT有两个以上的端口且仅有一个CDND可连接到EUT，则应按照两个端口的描 述进行试验，但所有其他EUT端口都应去耦。如果连接到EUT的AE在试验期间出现 错误，如前所述，则宜在EUT和AE之间连接去耦装置（首选502负载的电磁钳）
如果可能，接口电缆应长1m
a）仅连接到一个CDND的两端口EUT的布置原理图
标引序号说明： L 0.1mL≤0.3m A2 一功率衰减器选件；
b）当AE在试验期间出现错误时的布置原理图
L 2 L2≤0.3m —50Q终端。
图14两端口EUT的抗扰度试验（仅CDND可用的情况下）
图14两端口EUT的抗扰度试验（仅CDND可用的情况下
试验应按试验计划进行。 在试验过程中宜充分运行EUT，并充分轮询敏感度试验时应选的所有操作模式， 可能需要针对试验的各方面和特殊操作程序的使用进行初查。
EUT应在其预期的工作和环境条件下进行试验 试验布置的辐射应遵循当地的相关法规。如果辐射能量超过允许的电平，应使用屏蔽室进行试验。 注：通常，该试验可在不使用屏蔽室的情况下进行。这是因为施加的骚扰电平和试验布置的几何结构不太可能辐 射大能量，特别是在低频， 试验应在试验信号发生器将试验信号提供给连接到交流配电网的CDND的射频注入端口的情况 下进行。所有非受试的其他连接端口应按7.4中所述进行处理。 在试验信号发生器的输出端口可能需要低通滤波器和/或高通滤波器来防止（高次或亚）谐波骚扰 UT。低通滤波器的带阻特性应足以抑制谐波，使其不影响结果。当设置试验电平时，这些滤波器应 与试验信号发生器一起就位。 在感兴趣的频率范围，根据选择的试验电平，使用6.4.2给出的试验电平设置程序确定宽带试验信 导的总前向功率并将其施加于EUT。在驻留时间内，产品委员会选择的脉冲调制施加于试验信号。脉 中调制旨在模拟骚扰信号的键控行为。施加宽带抗扰度试验信号的驻留时间不应小于EUT执行和响 应所需的时间，且在任何情况下不应小于60S
试验结果应依据受试设备的功能丧失或性能降低现象来分类，相关的性能等级由受试设备制造商 或试验的委托方确定，或由产品的制造商和采购方双方协商同意。推荐的分类如下： a）在制造商、委托方或采购方规定的限值内性能正常； b）功能或性能暂时丧失或降低，但在骚扰停止后能自行恢复，不需要操作者干预； c）功能或性能暂时丧失或降低，但需操作者干预才能恢复； d）因设备硬件或软件损坏、或数据丢失而造成不能恢复的功能丧失或性能降低。 制造商的技术规范可以规定一些对EUT产生的效应但被认为是不重要的因而是可以接受的。 这个分类可以作为指南供负责通用标准、产品和产品类标准的委员会使用，用来规定性能判据；或 在没有合适的通用标准、产品标准或产品类标准时，也可以作为制造商和买方之间协商性能判据的框架 使用。
试验报告应包括能重现试验的全部信息，特别是下列内容： EUT和辅助设备的标识，例如商标名称、产品型号、序列号； EUT具有代表性的运行状态； EUT是按单个单元还是多个单元进行试验； 互连电缆的类型，包括其长度以及所连接的EUT的接口端口； 为达到符合性要求而采用的任何特殊条件，例如电缆长度或类型，屏蔽或接地，或EUT运行 条件； 如有必要，EUT的恢复时间； 所使用的试验设备的类型以及EUT、AE和耦合/去耦网络的位置； 试验设备的标识，例如商标名称、产品型号、序列号； 在每根电缆上使用的耦合和去耦装置； 对于每个注人端口，指出哪些去耦装置是端接50Q终端的； EUT工作模式的描述； 进行试验所需的任何特定条件：
试验应用的频率范围； 驻留时间； 所采用的试验等级； 制造商、委托方或采购方规定的性能等级； 所采用的性能判据； 在骚扰施加期间及以后观察到的对EUT的任何影响，及其持续时间； 判定试验合格/不合格的理由（根据通用标准、产品标准或产品类标准规定的性能判据或制造 商和采购方达成的协议）
试验应用的频率范围； 驻留时间； 所采用的试验等级； 制造商、委托方或采购方规定的性能等级； 所采用的性能判据； 在骚扰施加期间及以后观察到的对EUT的任何影响，及其持续时间； 判定试验合格/不合格的理由（根据通用标准、产品标准或产品类标准规定的性能判据或制造 商和采购方达成的协议）。
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功率谱密度试验电平的测量不确定度
针对标准正文所含的试验方法的特定需求，附录A给出了试验仪器所产生的功率谱密度测量不确 定度（MU)的相关信息。关于MU的更多信息可在参考文献[1]J[2]和[3]中找到。 附录A着重以电平设置的不确定度为例，说明了如何根据测量仪器的不确定度和6.4中所述的功 率谱密度试验电平设置程序编制不确定度报告。 附录A的目的是在100QEUT阻抗的情况下根据6.4试验电平设置程序的要求评估注人功率的 MU。与不同实验室对同一EUT进行的试验有关的非复现性问题的分析不在附录A的范围内。
A.2试验方法的不确定度报告
表A.1中和下面列出的通用符号，是参考文献[1]中定义的符号的子集。 X 输人量； ; X：的估计值； u(;) 一；的标准不确定度； C; 灵敏系数； y 测量结果，（被测量的估计值），已针对所有公认显著系统影响进行了修正； u。(y) 的（合成）标准不确定度； U(y) y的扩展不确定度； k 包含因子
A.2.2被测量的定义
A.2.3被测量的不确定度影响因素
图A.1中的影响图给出了功率谱密度试验电平上影响量的例子。该图不是详尽无遗的。对于表 A.1中所示的不确定度报告计算示例，选择了影响图中最重要的影响因素。至少应使用表A.1所列的 这些影响因素计算不确定度，以得到不同试验场地或实验室的可比报告。值得注意的是GB/T 33107-2016 工业用碳酸二甲酯，实验室可以根 据其特别情况，在MU的计算中引入额外的影响因素（例如A类）。
PM, 热电偶功率计的读数。读数的不确定度取决于显示分辨率和读数本身的不稳定性。 IL 根据6.3.3所述程序测得的变压器夹具的插入损耗。IL的不确定度源于网络分析仪的 不准确性和测量布置的共模电流回路。IL的平坦度用FLc表示（见下文）。 B 试验信号占用的频段。这个量的不确定度源于试验发生器的频率不准确性。 PMeal 一 功率计的校准因子。其不确定度在功率计的校准证书中给出。在计算这个量的合成不 确定度时，推荐考虑校准不确定度、非线性度和漂移。假设校准因子在试验频段内基本 保持不变。如果校准因子在试验频段内的变化不能忽略，则需计算并纳入到相应的不确 定度影响量。 FLG 试验发生器（见6.3.2）的平坦度修正值。其期望值是0dB，其上下限可通过测量得到，或 者从技术规范中得到（如果能获取）。 FLc 从试验发生器输出端到CDND的EUT端之间试验仪器链平坦度的修正值。其期望值 是0dB，其上下限可从6.3.4所述的插入损耗测量中得到。 R 测量布置和测量设备不可重复性的修正值。其期望值是OdB，通过数个独立的电平设 置过程来评估其标准偏差。宜考虑重复次数以便发现不可重复性的主要原因，如环境变 化（温湿度）、电缆连接头、电子仪器的漂移、不同的操作者和不同的走线
A.3测量不确定度的计算表达式及其应用
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首选宽带源的选择原理关于试验信号生成的信息
本文件将有限带宽的宽带信号规定为试验信号。有限带宽宽带信号可用不同的方式产生。在对开 关电源和类似器具产生信号的抗扰度进行评估时，脉冲信号可能就足够了。对于作为骚扰源的通信系 统（例如电力线通信），正交频分复用（OFDM)方案似乎更合适。在频域（不考虑相位角），信号看起来 非常相似，但在时域它们显著不同。本附录给出了一些实现有限带宽宽带信号的指导，并解释了为什么 选择（物理）随机噪声信号作为首选信号。此外，当在需要根据更能代表实际骚扰源的信号来评估特定 EMC问题时，该材料可能会有所帮助
GB/T 36958-2018 信息安全技术 网络安全等级保护安全管理中心技术要求B.2有限带宽宽带信号产生原理