一种v型线性阻抗稳定网络输出阻抗和分压系数确定方法
【专利摘要】本发明公开了一种V型线性阻抗稳定网络输出阻抗和分压系数确定方法，属于电磁兼容传导发射测试技术领域。按照本发明方法对说明书中已知元件参数的LISN，可以通过计算分析其输出阻抗和分压系数，对试验过程中接收机实际测到的被试品干扰电压值进行修正，本发明方法对修正传导发射测试结果具有重要作用，对提高传导发射试验精度具有指导意义。
【专利说明】
一种V型线性阻抗稳定网络输出阻抗和分压系数确定方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种V型线性阻抗稳定网络输出阻抗和分压系数确定方法，通过该方 法可以计算分析V型线性阻抗稳定网络的输出阻抗和分压系数，并通过试验验证该方法的 正确性和可靠性，电磁兼容性传导发射技术领域。
【背景技术】
[0002] 电磁兼容性传导发射试验中，由于被试品所连接的不同类型，不同位置的电源阻 抗变化范围大，导致被试品的负载端阻抗变化剧烈，直接影响被试品电源线传导发射的测 试结果。为了使不同场地测得的电源线传导发射试验结果具有可比性，在电磁兼容性传导 发射试验标准中引入了线性阻抗稳定网络（以下简称L I S N，L i n e I m p e d a n c e stabilization networkhLISN又被称为人工电源网络（AMN，Artificial mains network)，是传导发射试验中最重要的测试设备之一。
[0003] LISN的本质是耦合/去耦电路，其在传导发射试验中主要有如下三个作用：（1)在 工作频段内向被试品电源输入端提供一个稳定阻抗；（2)将被试品电源输入端的干扰电压 耦合到电磁发射测试设备上；（3)将被试品电源输入端的干扰电压与供电电源端的干扰信 号隔离开，防止供电电源端干扰信号耦合到测试设备中造成设备损坏，同时，防止被试品电 源输入端的干扰信号耦合到供电电源中影响其他用电设备。
[0004] 复杂电子设备在正式交付使用前，大都要进行强制电磁兼容性试验检测，并达到 试验标准规定的要求。根据LISN的功能和在电磁兼容性试验中的作用，可以分析出，LISN的 输出阻抗和分压系数是影响试验结果最重要的因素之一。当LISN电路的阻抗非50欧姆匹配 时，只有计算分析出LISN在其工作频段内不同频点的阻抗，才能对试验结果进行修正。在实 际试验时，LISN电路中的隔直电容会对被试品端口干扰电压进行分压，因此，接收机实际接 收到的电压信号并不等于被试品实际耦合出的干扰电压，只有通过对LISN分压系数计算分 析，修正接收机的实际测试结果，才能得到正确的被试品端口干扰电压。综上所述，计算和 分析LISN输出阻抗和分压系数对于修正传导发射测试结果，提高试验精度，具有重要意义。
[0005] 目前，实验室中使用的LISN基本电路结构都参考自国际无线电干扰特别委员会 (CISPR)颁布的有关电磁兼容性试验设备的标准CISPR-16-1-2中关于LISN的分类和规定。 根据电路结构的不同，LISN分为V型结构和A型结构，本发明针对V型电路结构的LISN输出 阻抗和分压系数进行计算分析并试验验证。
[0006] 现有标准规定的LISN在工作时，特性阻抗随频率变化较大，影响测试结果精度。
【发明内容】
[0007] 本发明技术解决问题：为了改善现有标准规定LISN存在的问题，得到理想参数性 能的LISN电路，提供一种V型线性阻抗稳定网络输出阻抗和分压系数确定方法，并对计算方 法给出了试验验证，该方法对改进现有的标准V型LISN电路具有指导作用，能够简化电路的 试验测试步骤，提高电路的测试精度。
[0008]本发明提供一种V型线性阻抗稳定网络输出阻抗和分压系数确定方法，步骤如下： [0009]步骤一:对V型LISN按其功能和指标进行电路原理分析；
[0010 ]分析V型电路结构LI SN的元件功能，分析电路中元件的作用和功能，根据分析结果 确定LISN输出阻抗和分压系数的计算方法。
[0011]步骤二:根据分析计算结果给出V型LISN输出阻抗和分压系数的计算方法；
[0012] LISN的输出阻抗是指从LISN电路中被试品端口到供电电源端口的电路网络阻抗， 分压系数是指LISN电路中隔直电容对被试品干扰电压的分压能力。为了计算LISN的输出阻 抗和分压系数，需要对LISN电路进行校准状态连接。当LISN接入电源阻抗和负载阻抗时，按 照LISN电源输入端接阻抗为50欧姆的信号源，电源输出端接阻抗为50欧姆的匹配负载，接 收机耦合端口接阻抗为50欧姆匹配负载进行理论分析计算。
[0013] 步骤三:根据计算分析的LISN电路元件参数计算在LISN全工作频段的输入阻抗和 分压系数；
[0014] 按照步骤二中给出的方法，将实际需要分析的V型LISN电路元件参数代入公式中， 计算出该LISN在全工作频段的输入阻抗和分压系数值。
[0015] V型LISN电路输出阻抗的元器件的计算公式如为：
[0018] LISN电路中隔直电容&的分压系数r计算公式为：
[0019] r (dB)=201oglO(Vo/Vr) = 201oglO[Ri//R2+l/j wCi|/(Ri//R2)]
[0020] (2)
[0021] 其中，《为电路工作的角频率;Ri，R2，R3和L，&，C2分别为V型LI SN电路中的电阻，电 感和电容;V〇为被试品实际发射电压;Vr是接收机端口接收到的电压值;为了得到被试品实 际发射电压Vo,需要将接收机测得的电压值加上分压系数r，v〇计算公式如下所示：
[0022] Vo(dB)= r (dB)+Vr(dB) (3)
[0023]步骤四：对实际进行计算分析的V型LISN进行输出阻抗和分压系数实测，验证分析 计算的正确性和可靠性。
[0024] 利用精密阻抗分析仪或者矢量网络分析仪，也可以直接使用接收机和信号源等测 试设备对经过计算分析的V型LISN进行输出阻抗和分压系数值测试，并将试验结果与LISN 的输出阻抗和分压系数计算结果作比对，验证本发明分析方法的正确性和可靠性。
[0025] 本发明与现有技术相比优点在于:本发明一种V型线性阻抗稳定网络输出阻抗和 分压系数确定方法，并通过试验验证了该方法的正确性和可靠性。该方法对于说明书中已 知元件参数的LISN，可以通过计算分析其输出阻抗和分压系数，对试验过程中接收机实际 测到的被试品干扰电压值进行修正，本发明方法对修正传导发射测试结果具有重要作用， 对提高传导发射试验精度具有指导意义。现有的V型LISN在设计阶段主要利用试验来验证 所设计的LISN输出阻抗和分压系数指标，试验验证耗费成本较高，硬件条件要求较高。本发 明给出的方法从理论上指导V型LISN的设计，节约了成本，简化了测试步骤提高了效率，并 且提高了测试的精度。
【附图说明】
[0026] 图1是V型LISN的电路原理图；
[0027]图2是验证V型LISN输出阻抗和分压系数试验布置图；
[0028]图3是实测结果和计算结果对比曲线图，左图为输出阻抗图，右图分压系数图； [0029]图4是本发明一种V型线性阻抗稳定网络输出阻抗和分压系数确定方法及验证流 程图。
【具体实施方式】
[0030] 下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
[0031] 本发明提供一种V型线性阻抗稳定网络输出阻抗和分压系数确定方法，按照本方 法计算分析V型线性阻抗稳定网络的输出阻抗和分压系数，并通过试验验证该分析方法的 正确性和可靠性，如图4所示，具体包括如下步骤：
[0032]步骤一:对V型LISN按其功能和指标进行电路原理分析；
[0033]根据国际无线电管理委员会对电磁兼容试验用LISN电路的规定，LISN电路分为V 型和A型两种结构。首先对V型LISN电路，按其在试验中表现的输出阻抗和分压系数进行原 理分析。具体分析方法是根据戴维南-基尔霍夫电路理论，分析电路中实现电路阻抗变化和 分压系数变化的元器件，这些元器件的参数是多少，为后续步骤提出V型LISN电路计算公式 提供参数条件；
[0034] 分析V型电路结构LISN的元件功能，分析电路中元件的作用和功能，根据分析结果 确定LISN输出阻抗和分压系数的计算方法；
[0035] 步骤二:根据分析计算结果给出V型LISN输出阻抗和分压系数的计算方法；
[0036] V型LISN电路的输出阻抗是指从LISN电路中被试品端口到供电电源端口的电路网 络阻抗，分压系数是指LISN电路中隔直电容对被试品干扰电压的分压能力。利用步骤一对V 型LISN电路的分析结果，提出实现V型LISN输出阻抗和分压系数的计算公式。V型LISN电路 原理分析如图1所示，根据步骤一中分析的结果，理论上V型LISN的输出阻抗和分压系数计 算方法和计算公式为：
[0037] 根据图1所示LISN电路的工作原理和电路图，可以得出V型LISN输出阻抗的元器件 的计算公式如为：
[0040] 图1中，LISN电路中隔直电容&的分压系数计算公式为：
[0041] r (dB)=201oglO(V〇/Vr) = 201oglO[ |Ri//R2+l/jwCi|/(Ri//R2)]
[0042] 其中，Vo为被试品实际发射的干扰电压值，Vr是接收机端口接收到的电压值，因此， 为了得到被试品实际发射电压Vo,需要将接收机测得的电压值加上分压系数。
[0043] Vo(dB)= T (dB)+Vr(dB)
[0044] 其中，和匕&心分别为V型LISN电路中的电阻，电感和电容。其中，Vo为被 试品实际发射的干扰电压值，Vr是接收机端口接收到的电压值。
[0045]步骤三:根据计算分析的LISN电路元件参数计算在LISN全工作频段的输入阻抗和 分压系数;按照步骤二中给出的公式，将实际需要分析的V型LISN电路元器件参数，包括电 路中的电阻，电感，电容等代入公式中，计算出V型LISN在其工作频率上的输出阻抗和分压 系数取值。
[0046]步骤四：对步骤三中进行计算分析的V型LISN的输出阻抗和分压系数进行实测，验 证分析计算的正确性和可靠性。利用矢量网络分析仪和阻抗分析仪等测试设备对经过计算 分析的V型LISN电路进行输出阻抗和分压系数测试，并将试验结果与LISN电路的输出阻抗 和分压系数计算结果作比对，验证本发明分析方法的正确性和可靠性。
[0047]图3是实际试验结果与计算结果的比对曲线图。从图中可以看出，实线代表的实测 结果曲线与虚线代表的计算结果曲线在测试频段内吻合良好，最大误差不超过百分之三。 由此可以认为，本发明给出的一种V型线性阻抗稳定网络输出阻抗和分压系数确定方法具 有较高的可行性和可靠性。
[0048]具体实施步骤如下：
[0049] (1)选取一款V型电路结构的LI SN，将说明书给出的电路结构和电路参数，与本发 明给出的V型电路结构LISN原理图依次对应。根据本发明给出的V型LI SN电路输出阻抗和分 压系数的计算方法，计算选取的LISN在其工作频率的输出阻抗和分压系数。
[0050] (2)将选取的V型电路结构的LISN按照图2给出的连接方式与阻抗分析仪和矢量网 络分析仪连接，调节阻抗分析仪和矢量网络分析仪的设置，测试V型LISN电路的输出阻抗和 分压系数。
[0051] (3)对比实测结果与计算结果，验证本发明方法的可行性和可靠性。
【主权项】
1. 一种V型线性阻抗稳定网络输出阻抗和分压系数确定方法，其特征在于实现为： 步骤一，确定V型LISN电路输出阻抗和分压系数计算公式； V型LISN电路输出阻抗的元器件的计算公式如为：LISN电路中隔直电容&的分压系数r计算公式为： r (dB) = 201oglO(V〇/Vr) = 201ogl0[ | R1//R2+I/j ? Ci | /(R1//R2)] (2) 其中，《为电路工作的角频率;Ri，R2，R3和L，&，C2分别为V型LISN电路中的电阻，电感和 电容;Vo为被试品实际发射电压;Vr是接收机端口接收到的电压值;为了得到被试品实际发 射电压Vo,需要将接收机测得的电压值加上分压系数r，Vo计算公式如下所示： V〇(dB)= r (dB)+Vr(dB) (3) 步骤二:按照步骤一中给出的计算公式，将实际需要分析的V型LISN电路元器件参数， 包括电路中的电阻，电感，电容分别代入公式（1)和公式(2)中，分别计算出V型LISN在其工 作频率上的输出阻抗和分压系数取值。
【文档编号】G01R27/14GK106053959SQ201610498283
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月29日
【发明人】苏东林, 吕冬翔, 陈尧, 刘焱
【申请人】北京航空航天大学