電磁兼容EMC測(cè)試技術(shù)工程篇：有關(guān)CS109項(xiàng)目限值分析
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CS109項(xiàng)目限值分析
摘要：主要對(duì)GJB151B標(biāo)準(zhǔn)CS109項(xiàng)目的限值進(jìn)行了分析。CS109極限值設(shè)置是基于設(shè)備殼體傳導(dǎo)電流引起的問(wèn)題和接收機(jī)響應(yīng)特性的實(shí)驗(yàn)室測(cè)量。
一、目的
國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB151B-2013《軍用設(shè)備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度要求與測(cè)量》CS109（50Hz～100kHz殼體電流傳導(dǎo)敏感度）項(xiàng)目用于檢驗(yàn)EUT承受殼體電流的能力。
二、測(cè)量方法
CS109測(cè)試系統(tǒng)主要由信號(hào)發(fā)生器、放大器（如果需要）、隔離變壓器、電流探頭、測(cè)量接收機(jī)、0.5歐姆電阻、耦合變壓器等組成。按圖1連接測(cè)試設(shè)備，由信號(hào)發(fā)生器和功率放大器產(chǎn)生的敏感度信號(hào)，經(jīng)耦合變壓器施加到被測(cè)件的殼體上，由連接接收機(jī)的電流監(jiān)測(cè)探頭監(jiān)測(cè)感應(yīng)電流信號(hào)，直到圖2所示的限值，觀察被測(cè)件是否敏感。
圖1 CS109測(cè)試配置示意圖
圖2 CS109限值
三、限值分析
對(duì)于CS109規(guī)定的電流感應(yīng)產(chǎn)生的電壓可以進(jìn)行評(píng)估。根據(jù)法拉第定律，磁場(chǎng)在環(huán)形面積內(nèi)感應(yīng)的電壓V＝-dФ/dt。對(duì)于垂直于給定環(huán)形面積的穩(wěn)恒磁場(chǎng)，法拉第定律簡(jiǎn)化為V＝-2πfBA，式中f為頻率，B為磁通量密度，A為線圈面積。
由于感應(yīng)電壓與頻率成正比，對(duì)于給定的環(huán)形面積，CS109極限值電流產(chǎn)生的*大感應(yīng)電壓出現(xiàn)在20kHz處，20kHz是CS109極限值曲線轉(zhuǎn)折處。對(duì)于產(chǎn)生的穩(wěn)恒電壓，每10倍頻率產(chǎn)生20dB的變化。20kHz以下極限值曲線斜率是每10倍頻率下降10dB，所以感應(yīng)電壓隨著頻率增加還是變大的。20kHz以上頻率，極限值曲線斜率變得很大，導(dǎo)致感應(yīng)電壓隨頻率增加而減小。
假設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的20kHz處103dBμA的極限值均勻分布在10cm的截面上，則面電流密度和表面處的磁場(chǎng)強(qiáng)度為1.41A/m，相應(yīng)地在空氣中的磁通量密度為1.77μT。如果進(jìn)一步假設(shè)，在殼體內(nèi)0.001平方米的環(huán)形面積（比如20cm×0.5cm）上磁場(chǎng)分布是均勻的，則根據(jù)法拉第定律估算的感應(yīng)電壓為222μV。
通過(guò)類似計(jì)算可得，在400Hz和100kHz處產(chǎn)生的感應(yīng)電壓分別為31μV和8μV。
應(yīng)用于潛艇的極敏感電路，如低頻調(diào)諧接收機(jī)，為了解決潛在的問(wèn)題必需在設(shè)計(jì)中考慮使用適當(dāng)?shù)慕拥?、減小環(huán)面積以及共模抑制等技術(shù)。這些設(shè)備的靈敏度遠(yuǎn)低于其他設(shè)備中常用電路的靈敏度。
確定極限值是基于設(shè)備殼體傳導(dǎo)電流引起的問(wèn)題和接收機(jī)響應(yīng)特性的實(shí)驗(yàn)室測(cè)量。
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