通過(guo)對電(dian)(dian)快(kuai)速(su)瞬變脈(mo)(mo)沖群(qun)的(de)(de)(de)脈(mo)(mo)沖能量、頻譜、耦合能力、電(dian)(dian)場(chang)強度的(de)(de)(de)分析和(he)測(ce)試(shi)我們(men)可以(yi)知道電(dian)(dian)快(kuai)速(su)瞬變脈(mo)(mo)沖群(qun)干擾(rao)(rao)主要分沿線纜傳導的(de)(de)(de)共模干擾(rao)(rao)和(he)通過(guo)線纜產(chan)生的(de)(de)(de)電(dian)(dian)場(chang)直接(jie)耦合兩種方式。大部分的(de)(de)(de)電(dian)(dian)快(kuai)速(su)瞬變脈(mo)(mo)沖群(qun)問題是(shi)第(di)一類的(de)(de)(de)干擾(rao)(rao),可以(yi)通過(guo)優(you)(you)化濾波(bo)的(de)(de)(de)方式進(jin)(jin)行處理(li),如修改濾波(bo)器參(can)數,優(you)(you)化走(zou)線位置或增加(jia)線纜磁環等方法(fa)在測(ce)試(shi)現場(chang)快(kuai)速(su)進(jin)(jin)行優(you)(you)化和(he)處理(li),第(di)二類干擾(rao)(rao)問題出(chu)現較(jiao)少但是(shi)分析難(nan)度卻是(shi)最大的(de)(de)(de),電(dian)(dian)快(kuai)速(su)瞬變脈(mo)(mo)沖群(qun)電(dian)(dian)場(chang)對內部敏感電(dian)(dian)路產(chan)生干擾(rao)(rao)在缺(que)乏(fa)分析工具(ju)輔助的(de)(de)(de)情(qing)況下很難(nan)快(kuai)速(su)有效解決。
復雜的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)快(kuai)(kuai)(kuai)速(su)(su)(su)瞬(shun)(shun)(shun)(shun)變(bian)(bian)(bian)脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)群(qun)(qun)干擾問題(ti)(ti)的(de)診(zhen)斷(duan)分析依(yi)賴于干擾敏(min)感(gan)點的(de)定(ding)(ding)位(wei),因此(ci)將電(dian)(dian)(dian)(dian)快(kuai)(kuai)(kuai)速(su)(su)(su)瞬(shun)(shun)(shun)(shun)變(bian)(bian)(bian)脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)群(qun)(qun)信號(hao)施加(jia)到PCB近(jin)場(chang)通(tong)過復現(xian)干擾現(xian)象來(lai)定(ding)(ding)位(wei)特定(ding)(ding)電(dian)(dian)(dian)(dian)路點是解決電(dian)(dian)(dian)(dian)快(kuai)(kuai)(kuai)速(su)(su)(su)瞬(shun)(shun)(shun)(shun)變(bian)(bian)(bian)脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)群(qun)(qun)問題(ti)(ti)的(de)關鍵。目前行(xing)(xing)業(ye)內常利(li)用(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)快(kuai)(kuai)(kuai)速(su)(su)(su)瞬(shun)(shun)(shun)(shun)變(bian)(bian)(bian)脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)群(qun)(qun)發生器(qi)或電(dian)(dian)(dian)(dian)快(kuai)(kuai)(kuai)速(su)(su)(su)瞬(shun)(shun)(shun)(shun)變(bian)(bian)(bian)脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)群(qun)(qun)模擬源配合(he)近(jin)場(chang)探(tan)(tan)頭(tou)進行(xing)(xing)電(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)場(chang)注(zhu)(zhu)(zhu)入進行(xing)(xing)診(zhen)斷(duan)分析,由于探(tan)(tan)頭(tou)不(bu)接觸電(dian)(dian)(dian)(dian)路因此(ci)相對(dui)安(an)全,但探(tan)(tan)頭(tou)的(de)特性對(dui)近(jin)場(chang)電(dian)(dian)(dian)(dian)場(chang)強度和頻譜(pu)有(you)很大影(ying)響并不(bu)能確保復現(xian)問題(ti)(ti),因此(ci)另(ling)外(wai)一類直(zhi)(zhi)接注(zhu)(zhu)(zhu)入的(de)方法(fa)也被開發用(yong)于電(dian)(dian)(dian)(dian)快(kuai)(kuai)(kuai)速(su)(su)(su)瞬(shun)(shun)(shun)(shun)變(bian)(bian)(bian)脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)群(qun)(qun)問題(ti)(ti)的(de)診(zhen)斷(duan)分析。直(zhi)(zhi)接注(zhu)(zhu)(zhu)入的(de)方法(fa)可以(yi)利(li)用(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)快(kuai)(kuai)(kuai)速(su)(su)(su)瞬(shun)(shun)(shun)(shun)變(bian)(bian)(bian)脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)群(qun)(qun)發生器(qi)配合(he)衰減(jian)器(qi)進行(xing)(xing)直(zhi)(zhi)接注(zhu)(zhu)(zhu)入,也可以(yi)利(li)用(yong)波(bo)形發生器(qi)進行(xing)(xing)模擬電(dian)(dian)(dian)(dian)快(kuai)(kuai)(kuai)速(su)(su)(su)瞬(shun)(shun)(shun)(shun)變(bian)(bian)(bian)脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)群(qun)(qun)頻譜(pu)進行(xing)(xing)直(zhi)(zhi)接注(zhu)(zhu)(zhu)入,在PCB板級電(dian)(dian)(dian)(dian)快(kuai)(kuai)(kuai)速(su)(su)(su)瞬(shun)(shun)(shun)(shun)變(bian)(bian)(bian)脈(mo)(mo)(mo)(mo)沖(chong)群(qun)(qun)問題(ti)(ti)的(de)診(zhen)斷(duan)分析上很大的(de)優勢。
利用近場探頭進行近場注入:
當實(shi)驗(yan)室電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)快速瞬(shun)變(bian)(bian)脈(mo)(mo)沖群測(ce)試(shi)現(xian)場(chang)(chang)出現(xian)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)快速瞬(shun)變(bian)(bian)脈(mo)(mo)沖群問(wen)(wen)題(ti)時(shi),可(ke)(ke)以采(cai)用電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)快速瞬(shun)變(bian)(bian)脈(mo)(mo)沖群發生器(qi)配合高衰減的(de)近場(chang)(chang)探頭(tou)(tou)進行(xing)近場(chang)(chang)注入(ru)這(zhe)種簡便方法來快速探測(ce)薄(bo)弱點,在很(hen)多情況下(xia)可(ke)(ke)以快速診斷分析問(wen)(wen)題(ti)。這(zhe)種應(ying)用下(xia)并不需(xu)要(yao)對探頭(tou)(tou)的(de)耦(ou)(ou)合能(neng)力和注入(ru)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)場(chang)(chang)強度進行(xing)控制,只(zhi)需(xu)要(yao)提高電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)快速瞬(shun)變(bian)(bian)脈(mo)(mo)沖群注入(ru)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓來確(que)保近場(chang)(chang)注入(ru)復現(xian)問(wen)(wen)題(ti),但如果需(xu)要(yao)深(shen)入(ru)擴展(zhan)這(zhe)個方法的(de)應(ying)用就需(xu)要(yao)對探頭(tou)(tou)的(de)耦(ou)(ou)合能(neng)力和實(shi)際注入(ru)的(de)頻譜范圍和場(chang)(chang)強等級(ji)進行(xing)測(ce)量。
利用(yong)近(jin)場探頭注入噪聲模擬電(dian)快速脈沖(chong)群干擾
利用近場探(tan)頭注入噪(zao)聲頻譜(pu)圖
利(li)用(yong)一組相(xiang)同的高阻(zu)近場探(tan)頭(tou)來進行(xing)電快速瞬變脈沖群(qun)注(zhu)(zhu)(zhu)入同時進行(xing)頻譜(pu)測量,右圖可(ke)以看(kan)出(chu)500V的注(zhu)(zhu)(zhu)入得到了(le)約40dBuV的電壓頻譜(pu)信號,頻譜(pu)寬度(du)和(he)包(bao)絡與預期相(xiang)符。通過(guo)測量探(tan)頭(tou)的衰減系(xi)(xi)數,我們(men)就能補(bu)償系(xi)(xi)數從而得到探(tan)頭(tou)實際注(zhu)(zhu)(zhu)入的電場強度(du)。
利用近場探頭的耦合(he)系(xi)數校準
利用近場探頭的耦合系數
利用(yong)網絡分析(xi)儀(yi)對該組近場探(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)耦合系數(shu)進(jin)行校準的測(ce)試(shi)布置,右(you)圖是(shi)實際S21測(ce)試(shi)數(shu)據,該對數(shu)差值(zhi)除2即(ji)為(wei)單個探(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)的耦合系數(shu)。以10MHz為(wei)例,探(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)系數(shu)為(wei)30dB(60/2),頻譜(pu)讀值(zhi)35dBuV, 表明該探(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)能(neng)夠(gou)將500V EFT脈沖(chong)注入(ru)(ru)(ru)(ru)到接觸點的電路中耦合出65dBuV干擾電壓。為(wei)保護電快速瞬變脈沖(chong)群發(fa)生器,近場注入(ru)(ru)(ru)(ru)探(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou)需要(yao)采用(yong)高阻電場探(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou),不(bu)建議接入(ru)(ru)(ru)(ru)未知阻抗的探(tan)(tan)頭(tou)(tou)(tou),但(dan)是(shi)50Ω的同軸衰減器可以直接匹配電快速瞬變脈沖(chong)群輸(shu)出,因此可以利用(yong)同軸衰減這種(zhong)方法進(jin)行注入(ru)(ru)(ru)(ru)。
利用高壓衰減器進行直接注入的電路分析方法:
利用(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)快速瞬(shun)(shun)變(bian)脈(mo)沖(chong)群(qun)干擾進行(xing)(xing)直(zhi)接(jie)(jie)注入(ru)(ru)(ru)(ru)可(ke)(ke)以(yi)(yi)獲得(de)更高的(de)注入(ru)(ru)(ru)(ru)電(dian)(dian)(dian)(dian)平和(he)(he)更精(jing)確的(de)敏感電(dian)(dian)(dian)(dian)路判斷(duan),因此(ci)(ci)(ci)診(zhen)斷(duan)分(fen)析的(de)效率更高,可(ke)(ke)以(yi)(yi)作為解決EFT抗(kang)擾度問題的(de)通用(yong)方法(fa)。但(dan)電(dian)(dian)(dian)(dian)快速瞬(shun)(shun)變(bian)脈(mo)沖(chong)群(qun)信號高電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)脈(mo)沖(chong)會損(sun)毀電(dian)(dian)(dian)(dian)路器(qi)件,因此(ci)(ci)(ci)不能直(zhi)接(jie)(jie)注入(ru)(ru)(ru)(ru)到(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)路PCB板,需(xu)要使用(yong)高壓(ya)(ya)衰減(jian)(jian)(jian)器(qi)對(dui)進行(xing)(xing)衰減(jian)(jian)(jian)和(he)(he)隔離(li)之后才(cai)可(ke)(ke)以(yi)(yi)對(dui)電(dian)(dian)(dian)(dian)路進行(xing)(xing)注入(ru)(ru)(ru)(ru),而且為了保證發生器(qi)和(he)(he)電(dian)(dian)(dian)(dian)路安全也只(zhi)能采(cai)用(yong)共模(mo)注入(ru)(ru)(ru)(ru)的(de)方式。實際應(ying)用(yong)可(ke)(ke)以(yi)(yi)采(cai)用(yong)40dB-60dB的(de)高壓(ya)(ya)衰減(jian)(jian)(jian)器(qi)對(dui)電(dian)(dian)(dian)(dian)快速瞬(shun)(shun)變(bian)脈(mo)沖(chong)群(qun)信號進行(xing)(xing)衰減(jian)(jian)(jian)并利用(yong)隔離(li)電(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)進行(xing)(xing)隔離(li)之后對(dui)PCB板級電(dian)(dian)(dian)(dian)路進行(xing)(xing)共模(mo)直(zhi)接(jie)(jie)注入(ru)(ru)(ru)(ru),這種(zhong)方法(fa)在研發工(gong)作環境(jing)下有(you)很(hen)高的(de)診(zhen)斷(duan)分(fen)析效率,但(dan)所需(xu)的(de)專業設(she)備和(he)(he)輔助工(gong)具較多(duo)實施(shi)也較為復雜,在此(ci)(ci)(ci)不做詳細介紹,而利用(yong)波形發生器(qi)進行(xing)(xing)直(zhi)接(jie)(jie)注入(ru)(ru)(ru)(ru)的(de)方法(fa)更為簡便(bian)安全,可(ke)(ke)以(yi)(yi)作為參考。
利用波形發生器進行直接注入的電路分析方法:
波形(xing)發生(sheng)器可以模擬電(dian)(dian)快速瞬(shun)變(bian)(bian)脈(mo)沖(chong)群(qun)(qun)脈(mo)沖(chong)波形(xing),并且輸(shu)(shu)出也(ye)在小信(xin)號電(dian)(dian)路(lu)的(de)安全電(dian)(dian)壓范圍,同時很(hen)容易實(shi)現接(jie)地隔離,在成本、便利性、安全性上(shang)有很(hen)大優勢。波形(xing)發生(sheng)器采(cai)用(yong)100kHz方波脈(mo)沖(chong),調整占(zhan)空比使得脈(mo)寬50nS,將上(shang)升(sheng)下降時間調到(dao)5nS即可模擬出電(dian)(dian)快速瞬(shun)變(bian)(bian)脈(mo)沖(chong)群(qun)(qun)的(de)頻譜,而10mVpp值的(de)輸(shu)(shu)出就能(neng)達到(dao)80dBµV的(de)注入電(dian)(dian)壓,因此能(neng)夠模擬注入非(fei)常高(gao)的(de)電(dian)(dian)快速瞬(shun)變(bian)(bian)脈(mo)沖(chong)群(qun)(qun)干擾能(neng)量確保(bao)復現干擾現象(xiang)。利用(yong)示(shi)波器和頻譜儀確認波形(xing)和頻譜模擬正常之后就可以參考以下布置示(shi)意圖進(jin)行PCB電(dian)(dian)路(lu)的(de)EFT問題診斷分析。
波形(xing)發生器模擬電快速(su)瞬(shun)變脈沖(chong)群頻譜進行直接注入示意圖
示意圖中波形發生器(qi)輸出端(duan)接(jie)3-10dB的(de)衰減器(qi)可(ke)以提(ti)供部分雙向過壓保護(hu),隔離(li)電(dian)容可(ke)以先擇電(dian)快速(su)瞬變(bian)脈(mo)沖群標準中采用(yong)的(de)22nF電(dian)容對直流電(dian)壓進行(xing)隔離(li),接(jie)入(ru)金屬探(tan)針就能(neng)對電(dian)路內部進行(xing)注入(ru)探(tan)測,并且可(ke)以同步利(li)用(yong)電(dian)流探(tan)頭和(he)頻譜儀確認(ren)脈(mo)沖注入(ru)正常。
由(you)于復雜的(de)(de)(de)電(dian)快(kuai)速(su)瞬變(bian)脈沖(chong)(chong)群(qun)干(gan)擾(rao)問題(ti)都是(shi)內部(bu)小信(xin)號(hao)電(dian)路(lu)受到(dao)(dao)干(gan)擾(rao)產生的(de)(de)(de),因此通(tong)(tong)過這個方(fang)(fang)法(fa)可(ke)(ke)以快(kuai)速(su)復現(xian)并(bing)定位(wei)電(dian)路(lu)內部(bu)對于電(dian)快(kuai)速(su)瞬變(bian)脈沖(chong)(chong)群(qun)脈沖(chong)(chong)的(de)(de)(de)敏感(gan)(gan)電(dian)路(lu),如芯(xin)片電(dian)源(yuan),時鐘(zhong)信(xin)號(hao),復位(wei)信(xin)號(hao),同步(bu)信(xin)號(hao),控(kong)制電(dian)路(lu), 電(dian)壓電(dian)流采樣,保護(hu)采樣, 反饋控(kong)制電(dian)路(lu),驅動信(xin)號(hao),通(tong)(tong)訊(xun)電(dian)路(lu)等,通(tong)(tong)過逐(zhu)步(bu)降低注入等級直到(dao)(dao)找(zhao)到(dao)(dao)最終最敏感(gan)(gan)的(de)(de)(de)源(yuan)頭(tou)并(bing)且進行設計的(de)(de)(de)優化(hua)(hua)和(he)確(que)認(ren)。電(dian)快(kuai)速(su)瞬變(bian)脈沖(chong)(chong)群(qun)問題(ti)的(de)(de)(de)診(zhen)斷(duan)分析(xi)中(zhong)的(de)(de)(de)各(ge)種(zhong)實踐方(fang)(fang)法(fa)中(zhong)只有這種(zhong)方(fang)(fang)法(fa)直接針對系統中(zhong)最薄(bo)弱的(de)(de)(de)敏感(gan)(gan)點,通(tong)(tong)過優化(hua)(hua)短(duan)板(ban)提高系統整體的(de)(de)(de)抗擾(rao)能力(li),同時這種(zhong)方(fang)(fang)法(fa)并(bing)不依賴實驗室電(dian)快(kuai)速(su)瞬變(bian)脈沖(chong)(chong)群(qun)發(fa)生器(qi)資源(yuan)只需要常(chang)(chang)見的(de)(de)(de)硬件設備(bei)工(gong)具就能在研發(fa)場(chang)地(di)進行診(zhen)斷(duan)分析(xi)和(he)優化(hua)(hua),能夠(gou)可(ke)(ke)以讓(rang)工(gong)程師(shi)從容(rong)調配資源(yuan)應對從而(er)減小研發(fa)成本(ben)、項目進度、測(ce)試資源(yuan)等壓力(li)。由(you)于利(li)用(yong)波形發(fa)生器(qi)進行電(dian)快(kuai)速(su)瞬變(bian)脈沖(chong)(chong)群(qun)頻譜直接注入的(de)(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)搭建便利(li)、診(zhen)斷(duan)效(xiao)率高、且非(fei)常(chang)(chang)安(an)全(quan),因此可(ke)(ke)以作為(wei)電(dian)快(kuai)速(su)瞬變(bian)脈沖(chong)(chong)群(qun)干(gan)擾(rao)類問題(ti)的(de)(de)(de)通(tong)(tong)用(yong)解決方(fang)(fang)法(fa)。
利用天線進行近場電場注入復現問題的方法:
由于電快(kuai)速(su)(su)瞬(shun)變(bian)脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)群(qun)頻(pin)(pin)譜存(cun)在大(da)量的(de)30MHz以(yi)上的(de)高頻(pin)(pin)分布,且電快(kuai)速(su)(su)瞬(shun)變(bian)脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)群(qun)發生器的(de)內阻(zu)能夠(gou)與天線的(de)阻(zu)抗匹配,因此電快(kuai)速(su)(su)瞬(shun)變(bian)脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)群(qun)脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)天然就具備利(li)用天線進(jin)行直(zhi)接電場注(zhu)入(ru)的(de)條(tiao)件,所以(yi)我們可(ke)以(yi)利(li)用天線直(zhi)接注(zhu)入(ru)對大(da)型復雜系統(tong)進(jin)行現場的(de)電快(kuai)速(su)(su)瞬(shun)變(bian)脈(mo)(mo)(mo)沖(chong)群(qun)預測試和診(zhen)斷(duan)分析。
電(dian)(dian)快速瞬變脈(mo)沖(chong)群電(dian)(dian)場(chang)注(zhu)入
使用(yong)注(zhu)入(ru)(ru)(ru)(ru)天(tian)(tian)線(xian)(xian)進行電快(kuai)速瞬(shun)(shun)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)脈沖群(qun)(qun)電場(chang)注(zhu)入(ru)(ru)(ru)(ru)的(de)(de)校(xiao)準布置。電快(kuai)速瞬(shun)(shun)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)脈沖群(qun)(qun)注(zhu)入(ru)(ru)(ru)(ru)使用(yong)的(de)(de)雙錐天(tian)(tian)線(xian)(xian)需(xu)要(yao)對阻抗進行匹配設計以保證注(zhu)入(ru)(ru)(ru)(ru)效率(lv),右圖是(shi)使用(yong)網絡分析儀比對測試了電快(kuai)速瞬(shun)(shun)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)脈沖群(qun)(qun)注(zhu)入(ru)(ru)(ru)(ru)的(de)(de)天(tian)(tian)線(xian)(xian)和(he)(he)測量天(tian)(tian)線(xian)(xian)R&S HK116的(de)(de)電壓駐波(bo)比參數(shu)(shu)和(he)(he)兩組天(tian)(tian)線(xian)(xian)的(de)(de)場(chang)地衰減(jian)系數(shu)(shu)的(de)(de)實測數(shu)(shu)據(ju),可(ke)以看出電快(kuai)速瞬(shun)(shun)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)脈沖群(qun)(qun)注(zhu)入(ru)(ru)(ru)(ru)天(tian)(tian)線(xian)(xian)在30-80MHz頻段(duan)的(de)(de)VSWR要(yao)更優(you),能夠(gou)更高效將電快(kuai)速瞬(shun)(shun)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)脈沖群(qun)(qun)高頻能量發射出去從而(er)建(jian)立干(gan)擾(rao)電場(chang)。
400V 電快速瞬變脈沖群 注入雙錐天線在3米距離產生的(de)場強
利用(yong)HK116測(ce)試(shi)得(de)到(dao)400V EFT信(xin)號通過電(dian)(dian)快速(su)瞬變脈(mo)沖(chong)(chong)群(qun)注入(ru)天(tian)線(xian)(xian)在(zai)3米測(ce)試(shi)距離上產生的達(da)到(dao)80dBµV/m電(dian)(dian)場,說明這(zhe)(zhe)個(ge)天(tian)線(xian)(xian)能(neng)夠利用(yong)EFT的高頻能(neng)量建立(li)一個(ge)很強的寬頻干擾電(dian)(dian)場。由于移動(dong)注入(ru)天(tian)線(xian)(xian)的位(wei)(wei)置和(he)距離可以(yi)改變電(dian)(dian)快速(su)瞬變脈(mo)沖(chong)(chong)群(qun)注入(ru)的電(dian)(dian)場強度,因此(ci)也可以(yi)利用(yong)這(zhe)(zhe)種方法(fa)(fa)來分析(xi)大(da)型(xing)(xing)系統EFT敏感部件的大(da)致位(wei)(wei)置,這(zhe)(zhe)種電(dian)(dian)快速(su)瞬變脈(mo)沖(chong)(chong)群(qun)天(tian)線(xian)(xian)電(dian)(dian)場注入(ru)的方法(fa)(fa)可以(yi)作為大(da)型(xing)(xing)復(fu)雜(za)系統電(dian)(dian)快速(su)瞬變脈(mo)沖(chong)(chong)群(qun)預測(ce)試(shi)和(he)診斷分析(xi)的一種備(bei)用(yong)方法(fa)(fa)。
電快速瞬變脈沖群防護器件的防護性能實測方法:
電快速(su)瞬(shun)變(bian)脈沖群(qun)問題的診斷分析中(zhong)防(fang)(fang)護(hu)器(qi)件的真實(shi)表現也是(shi)診斷分析和設計中(zhong)非常重要的參考信息。可以參考以下方法對各種相關器(qi)件進行電快速(su)瞬(shun)變(bian)脈沖群(qun)防(fang)(fang)護(hu)性能的實(shi)測。
電快速瞬變脈沖(chong)群(qun)防護(hu)器件的(de)性能實測方法示意圖
利(li)用(yong)電快(kuai)(kuai)速瞬變脈(mo)沖(chong)群(qun)信號發生(sheng)器(qi)(qi)、帶(dai)衰減器(qi)(qi)的示(shi)波器(qi)(qi)、50歐的同軸(zhou)夾具組成的電快(kuai)(kuai)速瞬變脈(mo)沖(chong)群(qun)防護器(qi)(qi)件的插(cha)入(ru)損(sun)耗測試系統的示(shi)意圖(tu)。這個測試方法(fa)可以對濾(lv)波器(qi)(qi)、電感(gan)磁環、電容(rong)、TVS、MOV、ESDA等器(qi)(qi)件的電快(kuai)(kuai)速瞬變脈(mo)沖(chong)群(qun)響(xiang)應進(jin)行(xing)實測,以下以TVS為例。
1000V 初始電快(kuai)速瞬(shun)變(bian)脈沖(chong)群信號
雙(shuang)向TVS對(dui)1000V電快速瞬變脈沖群的吸收效果
TVS器(qi)件是常(chang)見的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)壓鉗位器(qi)件,常(chang)用(yong)于(yu)關鍵信(xin)號(hao)過(guo)壓保護,也(ye)用(yong)于(yu)電(dian)(dian)快(kuai)速(su)(su)瞬(shun)(shun)變(bian)(bian)脈(mo)沖群(qun)防護電(dian)(dian)路的(de)(de)(de)(de)共模脈(mo)沖抑制。圖(tu)13左圖(tu)是1000V 電(dian)(dian)快(kuai)速(su)(su)瞬(shun)(shun)變(bian)(bian)脈(mo)沖群(qun)信(xin)號(hao)的(de)(de)(de)(de)初始波形(xing),右(you)圖(tu)是插入標稱100V TVS之(zhi)后(hou)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)快(kuai)速(su)(su)瞬(shun)(shun)變(bian)(bian)脈(mo)沖群(qun)殘(can)壓波形(xing),可以看出TVS對(dui)脈(mo)沖群(qun)中的(de)(de)(de)(de)每一(yi)個脈(mo)沖信(xin)號(hao)都能(neng)夠快(kuai)速(su)(su)響應并(bing)且將峰值電(dian)(dian)壓由1000V鉗位到100V。不(bu)同的(de)(de)(de)(de)器(qi)件會有不(bu)同的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)快(kuai)速(su)(su)瞬(shun)(shun)變(bian)(bian)脈(mo)沖群(qun)響應,通過(guo)對(dui)器(qi)件的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)快(kuai)速(su)(su)瞬(shun)(shun)變(bian)(bian)脈(mo)沖群(qun)性能(neng)實測能(neng)夠為相應的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)路設計提供指導(后(hou)續(xu)再對(dui)該部分進行詳細(xi)介紹(shao))。
總結:波形、頻譜的分析和實(shi)測表明電(dian)快速瞬變(bian)脈(mo)沖(chong)群(qun)是一種破壞性弱但干擾(rao)能力很(hen)強(qiang)的共(gong)模脈(mo)沖(chong)干擾(rao),能夠通過(guo)線纜沿端口電(dian)路向內(nei)(nei)傳導共(gong)模電(dian)壓,也可以(yi)通過(guo)空間輻射高頻電(dian)場直接對內(nei)(nei)部信號處理電(dian)路產生干擾(rao),因此我們在工程實(shi)踐中需要注(zhu)意以(yi)下幾點:
1、電(dian)快速瞬(shun)變脈(mo)沖(chong)群(qun)能量在1W以(yi)下,直接損(sun)(sun)壞器件的可能性較小,器件損(sun)(sun)壞失(shi)效性原因,應優先考(kao)慮干擾(rao)導致誤動作損(sun)(sun)壞,而不是直接電(dian)快速瞬(shun)變脈(mo)沖(chong)群(qun)擊穿損(sun)(sun)壞。
2、直接承(cheng)受電快(kuai)速瞬(shun)(shun)變(bian)(bian)脈(mo)沖(chong)(chong)群(qun)(qun)(qun)能量的(de)(de)器(qi)件和(he)電路抗電快(kuai)速瞬(shun)(shun)變(bian)(bian)脈(mo)沖(chong)(chong)群(qun)(qun)(qun)低頻(pin)共(gong)模干擾能力(li)都很強(qiang)(qiang),如(ru)輸入(ru)濾波器(qi)對于電快(kuai)速瞬(shun)(shun)變(bian)(bian)脈(mo)沖(chong)(chong)群(qun)(qun)(qun)傳導頻(pin)段的(de)(de)干擾有很強(qiang)(qiang)的(de)(de)抑(yi)制能力(li),但電快(kuai)速瞬(shun)(shun)變(bian)(bian)脈(mo)沖(chong)(chong)群(qun)(qun)(qun)高(gao)頻(pin)干擾耦合和(he)轉換能力(li)很強(qiang)(qiang),需(xu)要通過高(gao)頻(pin)抑(yi)制來提(ti)高(gao)電快(kuai)速瞬(shun)(shun)變(bian)(bian)脈(mo)沖(chong)(chong)群(qun)(qun)(qun)抗擾能力(li),如(ru)濾波器(qi)高(gao)頻(pin)抑(yi)制不(bu)足時可以在內部(bu)線(xian)纜上增加(jia)鎳鋅材(cai)質磁環(huan)提(ti)升高(gao)頻(pin)共(gong)模抑(yi)制能力(li),這是常用的(de)(de)解(jie)決沿線(xian)纜的(de)(de)的(de)(de)高(gao)頻(pin)電快(kuai)速瞬(shun)(shun)變(bian)(bian)脈(mo)沖(chong)(chong)群(qun)(qun)(qun)干擾問題的(de)(de)方便有效(xiao)手段;
電(dian)快速(su)瞬變(bian)脈(mo)沖(chong)群需要通(tong)過(guo)注入線(xian)纜作為(wei)天線(xian)來產生干(gan)擾電(dian)場,因此(ci)將長(chang)(chang)度(du)(du)過(guo)長(chang)(chang)的(de)線(xian)纜控制(zhi)在(zai)標(biao)準要求(qiu)的(de)50cm長(chang)(chang)度(du)(du)能夠(gou)降(jiang)低(di)產生的(de)電(dian)場干(gan)擾。將線(xian)纜貼(tie)近接地參考面(mian)也(ye)能有效減(jian)小電(dian)快速(su)瞬變(bian)脈(mo)沖(chong)群干(gan)擾電(dian)場,因此(ci)在(zai)電(dian)快速(su)瞬變(bian)脈(mo)沖(chong)群測試中(zhong)合理裁剪輸(shu)入電(dian)纜長(chang)(chang)度(du)(du),合理布置(zhi)走線(xian)也(ye)可以作為(wei)潛(qian)在(zai)的(de)規避測試問題(ti)的(de)手段;
電(dian)(dian)快速(su)瞬(shun)變脈(mo)沖群(qun)的電(dian)(dian)場(chang)干(gan)擾需要通過電(dian)(dian)場(chang)屏蔽(bi)來抑制,因此無屏蔽(bi)的產(chan)品需要在設計之初就考慮對電(dian)(dian)快速(su)瞬(shun)變脈(mo)沖群(qun)電(dian)(dian)場(chang)的抗擾能力。
當(dang)出現電(dian)(dian)快(kuai)速(su)瞬(shun)(shun)(shun)(shun)變(bian)(bian)脈沖(chong)群(qun)難題時(采用(yong)端口(kou)濾(lv)波和線(xian)纜增加共模磁環或屏蔽優化不能(neng)解決),往往意味著板級(ji)小信(xin)號電(dian)(dian)路存在電(dian)(dian)快(kuai)速(su)瞬(shun)(shun)(shun)(shun)變(bian)(bian)脈沖(chong)群(qun)干(gan)擾信(xin)號的敏感(gan)點,需要找(zhao)到敏感(gan)電(dian)(dian)路源(yuan)頭才能(neng)解決此類(lei)問題。定位敏感(gan)電(dian)(dian)路源(yuan)頭常用(yong)的方(fang)法是(shi)近場注入(ru)和直接(jie)(jie)注入(ru),其中利用(yong)波形發(fa)生器進行直接(jie)(jie)注入(ru)的分(fen)析(xi)方(fang)法相對(dui)近場注入(ru)方(fang)法在便(bian)捷性和效率上有(you)優勢,可以做為電(dian)(dian)快(kuai)速(su)瞬(shun)(shun)(shun)(shun)變(bian)(bian)脈沖(chong)群(qun)問題診斷(duan)分(fen)析(xi)的通用(yong)方(fang)法。另外(wai)對(dui)電(dian)(dian)快(kuai)速(su)瞬(shun)(shun)(shun)(shun)變(bian)(bian)脈沖(chong)群(qun)防護器件的性能(neng)實(shi)測也(ye)能(neng)為電(dian)(dian)快(kuai)速(su)瞬(shun)(shun)(shun)(shun)變(bian)(bian)脈沖(chong)群(qun)設(she)計和優化提供參考(kao)。