侵权投诉

搜索
更多>> 热门搜索:
订阅
纠错
加入自媒体

电磁骚扰单位分贝(dB)的概念

2019-05-09 09:23
可靠性杂坛
关注

一、电磁骚扰单位分贝(dB)的概念

电磁骚扰通常用分贝来表示,分贝的原始定义为两个功率的比,如图1所示,dB是两个功率值的比较值去对数后再乘以10。

图1

分贝的概念通常用dBm表示功率的单位,dBm即是功率相对于1 mW的值,如图2所示。

图2 

功率值的分贝由功率的分贝值可以推出电压的分贝值(前提条件是:R1=R2;通常为50 Ω),如图3所示。

图3 

电压分贝的概念在EMC领域中,通常用dBμV直接表示电压的大小,dBμV即是电压相对与1 μV,如图4所示。

图4 

电压值的分贝对于辐射骚扰通常用电磁场的大小来衡量,其单位是V/m。在EMC领域通常以分别的单位表示即dBμV/m。用天线和干扰测试仪器组合在一起测量骚扰场强的大小,干扰测量仪器测到的是天线端口的电压,此电压加上所用天线的天线系数就为被测骚扰的场强。E [dBμV/m] =U [dBμV] +天线系数 [dB]注:不计电缆衰减。

二、正确理解分贝真正的含义

当设备的电磁骚扰不能满足有关EMC标准规定的限值时,就要对设备产生超标发射的原因进行分析,然后进行排除。在这个过程中,经常发现许多人经过长时间的努力,仍然没有排除故障。造成这种情况的一种原因是诊断工作陷入了“死循环”。这种情况可以用下面的例子说明。假设一个系统在测试时出现了传导骚扰超标,使系统不能满足EMC标准CISPR22中对传导骚扰的CLASS B限值,如图5所示。

图5 某产品电源端口传导骚扰的组成和水平

经过初步分析,原因可能有4个,它们分别是:(1)“变压器”问题产生的传导骚扰;(2)电源中“开关管”产生的传导骚扰;(3)“PCB”设计缺陷产生的传导骚扰;(4)“辅助设备”产生的传导骚扰。在诊断时,首先将与“变压器”有关的因素去除,以减小传导骚扰,结果发现测试的结果并没有明显减小,去掉“变压器”有关因素后的电源端口传导骚扰的组成和水平如图6所示。

图6 去掉“变压器”有关因素后的电源端口传导骚扰的组成和水平

于是认为“变压器”不是一个导致传导骚扰超标的主要原因,将“变压器”的改动撤销。再对电源中的“开关管”进行处理,去除其对电源端口传导骚扰不利的因素,结果发现频谱仪屏幕上显示的信号(测量结果)还没有明显减小,去掉“开关管”有关因素后的电源端口传导骚扰的组成和水平如图7所示。结果得出结论,“开关管”也不是主要导致电源端口传导骚扰超标的主要原因。

图7 去掉“开关管”有关因素后的电源端口传导骚扰的组成和水平

于是再对“PCB”进行检查。改进“PCB”中原来存在的缺陷,发现测试频谱仪屏幕上显示的信号几乎没有减小,只去掉“PCB”有关因素后的电源端口传导骚扰的组成和水平如图8所示。这样也认为“PCB”不是导致电源端口传导骚扰超标的主要原因,从变化的相对幅度看,似乎可以忽略“PCB”的因素。

图8 只去掉“PCB”有关因素后的电源端口传导骚扰的组成和水平

到此为止还未能解决这个产品的传导骚扰问题,之所以会有这个结果,是因为测试人员忽视了频谱分析仪上显示的信号幅度(测试结果)是以dB为单位显示的。下面看一下为什么会有这种现象。假如,因“变压器”问题产生的传导骚扰电平为Vn;因电源中“开关管”产生的传导骚扰电平为0.7 Vn;因“PCB”设计缺陷产生的传导骚扰电平为0.1 Vn;因“辅助设备”产生的传导骚扰电平为0.01 Vn。在这种情况下,同时去掉“变压器”有关因素和去掉“开关管”有关因素后,测试结果就会有明显的改善,如图9所示。在此基础上再去掉原来认为毫无关系“PCB”因素,结果又会有很大的改变,同时去掉“变压器”、“开关管”、“PCB”有关因素后的电源端口传导骚扰的组成和水平如图10所示。

图9 同时去掉“变压器”有关因素和去掉“开关管”有关因素后的电源端口传导骚扰的组成和水平

图10 同时去掉“变压器”、“开关管”、“PCB”有关因素后的电源端口传导骚扰的组成和水平

实际上,虽然“PCB”贡献值的绝对值只有0.1 Vn,并且相对于“变压器”、“开关管”产生的传导骚扰电压Vn、0.7 Vn来说,是一个很小的值,但是它相对于“辅助设备”产生的传导骚扰电平0.01 Vn来说,却是一个很高的值,因此,在“变压器”、“开关管”因素没有去除的情况下,“PCB”因素的去除变得微不足道,而在“变压器”、“开关管”因素去除的情况下,“PCB”因素的去除则变得举足轻重了。因此,正确的EMI诊断方法是,当对一个可能的骚扰源采取了抑制措施后,即使没有明显的改善,也不要将这个措施去掉,继续对可能的其他骚扰源采取措施。当采取到某个措施时,如果骚扰幅度降低很多,并能通过测试,并不一定说明这个骚扰源是主要的,而仅说明这个骚扰扰源相对于后几个骚扰源来说是量级较大的一个,并且可以是最后一个。

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

发表评论

0条评论,0人参与

请输入评论内容...

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码:

粤公网安备 44030502002758号