4.3 電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗

電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗的國家標(biāo)準(zhǔn)在國內(nèi)也出過兩個版本，為GB/T17626.4—1998和GB/T17626.4—2008，分別等同于國際標(biāo)準(zhǔn)IEC61000—4—4：1995和IEC61000-4-4：2004。同樣考慮到國內(nèi)多數(shù)產(chǎn)品的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)尚未修訂，所以這兩個標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用目前在國內(nèi)是并存的。由于這兩個標(biāo)準(zhǔn)沒有根本性的不同，所以在標(biāo)準(zhǔn)介紹中，以GB/T 17626.4—1998為主，后面將說明GB/T17626.4-2008與它的差異。

4.3.1 電快速瞬變脈沖群的產(chǎn)生和對設(shè)備可靠性的影響

電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗標(biāo)準(zhǔn)模擬電網(wǎng)中眾多機(jī)械開關(guān)對電感性負(fù)載切換時所引起的干擾，從而完成對電氣和電子設(shè)備在抗擊電快速瞬變脈沖群性能方面的考核。

實踐表明，電路中機(jī)械開關(guān)對電感性負(fù)載的切換，經(jīng)常會對同一電路中的其他電氣和電子設(shè)備產(chǎn)生干擾。經(jīng)研究，這種干擾的特點是：脈沖成群出現(xiàn)，脈沖重復(fù)頻率較高，脈沖波形的上升時間短暫，但單個脈沖的能量較小，一般不會造成設(shè)備故障，但使設(shè)備產(chǎn)生誤動作的情況經(jīng)常可見。

根據(jù)國外專家的研究，認(rèn)為脈沖群干擾之所以會造成設(shè)備的誤動作，是因為脈沖群對線路中半導(dǎo)體器件結(jié)電容的充電，當(dāng)結(jié)電容上的能量積累到一定程度，便會引起線路（乃至設(shè)備）的誤動作。

4.3.2 電快速瞬變脈沖群發(fā)生器

電快速瞬變脈沖群發(fā)生器的基本線路及其波形如圖4.19所示。

在圖4.19的左側(cè)則給出了電快速瞬變脈沖群發(fā)生器的基本線路。其中，儲能電容Cs的大小決定了單個脈沖的能量（標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在阻抗匹配的情況下，在50Ω的匹配負(fù)載上，2kV脈沖的能量為4mJ）；波形形成電阻Rs與儲能電容的配合，決定了脈沖波的形狀（特別是脈沖的持續(xù)時間）；阻抗匹配電阻Rm決定了脈沖群發(fā)生器的輸出阻抗（標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定是50Ω）；隔直電容Cd則隔離了脈沖群發(fā)生器輸出波形中的直流成分，免除了負(fù)載對脈沖群發(fā)生器工作的影響。

在圖4.19中，右側(cè)的放電波形分別給出了單個脈沖波形的前沿及脈寬的定義（見右上圖）、一群脈沖中的重復(fù)頻率概念（見右中圖）、以及一群脈沖與另一群脈沖之間的重復(fù)周期（見右下圖）。

脈沖群發(fā)生器的基本技術(shù)指標(biāo)如下：

（1）脈沖上升時間（指10%～90%）：5ns±30%（50Ω匹配時測）；

（2）脈沖持續(xù)時間（前沿50%至后沿50%）：50ns±30%（50Ω匹配時測）；

（3）脈沖重復(fù)頻率：5kHz或2.5kHz；

（4）脈沖群持續(xù)時間：15ms；

（5）脈沖群重復(fù)周期：300ms；

（6）發(fā)生器開路輸出電壓：0.25～4kVP；

（7）發(fā)生器動態(tài)輸出阻抗：50Ω±20%；

（8）輸出脈沖的極性：正/負(fù)；

（9）發(fā)生器與電源的關(guān)系：異步。

其中，脈沖群發(fā)生器的重復(fù)頻率選擇與試驗電壓有關(guān)：0～2kV用5kHz；4kV用2.5kHz。

4.3.3 電快速瞬變脈沖群試驗的配置和布局

本節(jié)主要介紹電快速瞬變脈沖群試驗的試驗室配置和布局。

試驗配置的正確性將影響到試驗結(jié)果的重復(fù)性和可比性，因此，正確的試驗配置是保證試驗質(zhì)量的關(guān)鍵。對于電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗的這種高速脈沖試驗，結(jié)果尤其如此。

1.電源線耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)

電源線耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)的線路如圖4.20所示。

這個網(wǎng)絡(luò)提供了在不對稱條件下把試驗電壓施加到受試設(shè)備的電源端口的能力。所謂不對稱干擾，是指線（電源線）與大地之間的干擾。作為佐證，圖4.20中可以看到從試驗發(fā)生器來的信號電纜芯線通過可供選擇的耦合電容加到相應(yīng)的電源線（L1、L2、L3、N及PE）上，脈沖群信號電纜的屏蔽層則和耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)的機(jī)殼相連，機(jī)殼則接到參考接地端子上。這就表明脈沖群干擾實際上是加在電源線與參考地之間，因此加在電源線上的干擾是共模干擾。

2.電容耦合夾

標(biāo)準(zhǔn)指出，耦合夾能在受試設(shè)備各端口的端子、電纜屏蔽層或受試設(shè)備的任何其他部分無任何電連接的情況下把快速瞬變脈沖群耦合到受試線路上。

電容耦合夾的結(jié)構(gòu)如圖4.21所示。受試線路的電纜放在耦合夾的上下兩塊耦合板之間，耦合夾本身應(yīng)盡可能地合攏，以提供電纜和耦合夾之間的最大耦合電容。

耦合夾的兩端各有一個高壓同軸接頭，用其最靠近受試設(shè)備的這一端與發(fā)生器通過同軸電纜連接。從圖中可以看出，高壓同軸接頭的芯線與下層耦合板相連，同軸接頭的外殼與耦合夾的底板相通，而耦合夾放在參考接地板上。這一結(jié)構(gòu)表明，高壓脈沖將通過耦合板與受試電纜之間的分布電容進(jìn)入受試電纜，而受試電纜所接收到的脈沖仍然是相對參考接地板來說的（耦合夾是放在參考接地板上的）。因此，通過耦合夾對受試電纜所施加的干擾仍然是共模性質(zhì)的。

前面重點討論了電快速瞬變脈沖群干擾是共模干擾。其實明確電快速瞬變脈沖群干擾的性質(zhì)非常重要：首先，這與試驗方法有關(guān)。既然是共模干擾，就一定要與參考接地板關(guān)聯(lián)在一起，離開了參考接地板，共模干擾將加不到受試設(shè)備去；參考接地板的尺寸要足夠大，否則試驗結(jié)果可能會不正確。其次，既然電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗是抗共模干擾試驗，這就決定了試驗人員在處理干擾（提高受試設(shè)備的抗擾度性能）時，必須采用針對共模干擾的有效措施。

3.其他必須的配置

下面討論參考接地板、儀器及試品三者之間的布局關(guān)系。

（1）參考接地板用厚度為0.25mm以上的銅板或鋁板（普通鋁板易氧化，慎用）；用其他金屬板材，厚度要大于0.65mm。

接地板尺寸取決于試驗儀器和試品，以及儀器與試品間所規(guī)定的接線距離（1m）。參考接地板的各邊至少應(yīng)比上述組合超出0.1m。

參考接地板應(yīng)與實驗室的保護(hù)地相連。

（2）試驗儀器（包括電快速瞬變脈沖群發(fā)生器和耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)）放在參考接地板上。試驗儀器用盡可能粗短的接地電纜與參考接地板連接，并要求在連接處的阻抗盡可能小。

（3）試品用0.1±0.01m的絕緣座隔開后放在參考接地板上（如果是臺式設(shè)備，則應(yīng)放置在離參考接地板高度為0.8±0.08m的木頭臺子上），試品（或試驗臺子）距參考接地板邊緣的最小尺寸滿足項（1）關(guān)于0.1m的規(guī)定。試品應(yīng)接照安裝規(guī)范進(jìn)行布置和連接，以滿足它的功能要求。另外，試品應(yīng)按照制造商的安裝規(guī)范將接地電纜以盡量小的接地阻抗連接到參考接地板上（注意：不允許有額外的接地情況出現(xiàn)）。當(dāng)試品只有兩根電源進(jìn)線（單相，一根L，另一根N），而且不設(shè)專門接地線時，試品就不能在試驗時再單獨(dú)拉一根接地線。同樣，試品如通過三芯電源進(jìn)線（單相，一根L，一根N，以及一根電氣接地線），而未設(shè)專門接地線時，則此試品也不允許另外再設(shè)接地線來接地，而且試品的這根電氣接地線還必須經(jīng)受抗擾度試驗。

（4）試品與試驗儀器之間的相對距離以及電源連線的長度都控制在1m，電源線的離地高度控制在0.1m。如有可能，最好用一個木制支架來擺放電源線（保證電源線離參考接地板的高度，以及電源線之間的相對位置都不發(fā)生變化）。

當(dāng)試品的電源線為不可拆卸，而且長度超過1m時，那么超長部分應(yīng)當(dāng)挽成直徑為0.4m的扁平線圈，并行地放置在離參考地上方0.1m處，試品與儀器之間的距離仍控制為1m。

標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定，上述電源線不應(yīng)采用屏蔽線，但電源線的絕緣應(yīng)良好。

（5）試驗應(yīng)在試驗室中央進(jìn)行，除位于試品及試驗儀器下方的參考接地板外，它們與其他所有導(dǎo)電性結(jié)構(gòu)（如屏蔽室里的墻壁和實驗室里的其他有金屬結(jié)構(gòu)的試驗儀器和設(shè)備）之間的最小距離為0.5m，如圖4.22所示。

（6）當(dāng)使用耦合夾做被試系統(tǒng)抗擾度試驗時，耦合夾應(yīng)放在參考接地板上，耦合夾到接地板邊緣的最小尺寸為0.1m。同樣，除位于耦合夾下方的接地板外，耦合夾與其他導(dǎo)電性結(jié)構(gòu)間的最小距離是0.5m，如圖4.23所示。

如果試驗針對系統(tǒng)中的一臺設(shè)備（如試品1）的抗擾度測試，則耦合夾與試品1的距離保持不變，而將與試品2的距離增至5m以上（標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)為長導(dǎo)線足以使線路上的脈沖損耗殆盡）。反之，則接線要求也反過來。

4.3.4 實驗室形式試驗

在脈沖群抗擾度試驗的標(biāo)準(zhǔn)提到，脈沖群抗擾度試驗有實驗室形式試驗和現(xiàn)場試驗兩種。標(biāo)準(zhǔn)承認(rèn)的是實驗室形式試驗。本節(jié)講述實驗室形式試驗。

1.試驗方法

對電源線，通過耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)來施加試驗電壓。

對信號線，控制線通過電容耦合夾來施加試驗電壓。

脈沖群試驗是利用干擾對線路結(jié)電容充電，當(dāng)其能量積累到一定程度，就可能引起線路（乃至系統(tǒng)）出錯。因此線路出錯有個過程，而且有一定偶然性，不能保證間隔多少時間必定出錯，特別是當(dāng)試驗電壓接近臨界值時。為此，一些產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定電源線上的試驗是在線-地之間進(jìn)行，要求每一根線在一種試驗電壓極性下做三次試驗，每次一分鐘，中間間隔一分鐘；一種極性做完，要換做另一種極性。一根線做完，再換做另一根線。當(dāng)然也可以把脈沖同時注入兩根線，甚至幾根線。由于脈沖群信號在電源線上的傳輸過程十分復(fù)雜，很難判斷究竟是分別加脈沖還是一起加脈沖，設(shè)備更容易失效，所以同時加脈沖也僅是一種試驗形式而已，最終要由試驗來下結(jié)論。

通常被試設(shè)備只對其中一根線和一個極性的試驗比較敏感。

2.試驗中的注意點

試驗配置的規(guī)范性非常重要：首先，沒有參考接地板，干擾就加不到試品去；其次，沒有足夠大的接地板，就不能保證試驗結(jié)果的正確性。另外，由于脈沖群的單個脈沖前沿達(dá)到5ns，半寬達(dá)到50ns，說明其中含有極其豐富的諧波成分，幅度較大的頻率至少要達(dá)到60MHz以上。對電源線來說，即使長度只有1m，由于長度已經(jīng)可以和傳輸頻率的波長相比，已不能以普通電源線對待，信號在上面?zhèn)鬏敃r，部分仍通過線路進(jìn)入試品（傳導(dǎo)），部分要從線路逸出，成為輻射信號進(jìn)入試品（輻射），所以試品受到的干擾實際上是傳導(dǎo)與輻射的結(jié)合。傳導(dǎo)與輻射的比例將與電源線長度有關(guān)：線路短，傳導(dǎo)多；線路長，輻射強(qiáng)。而且輻射強(qiáng)弱還和電源線與參考接地板的貼近程度有關(guān)（反映為線路與參考地之間的分布電容），線路離接地板近，分布電容大（容抗小），干擾不易以輻射方式逸出；反之亦反。因此，試驗用電源線的長度、離參考接地板的高度，乃至電源線與試品的相對位置，都可以成為影響試驗結(jié)果的因素。為了保證試驗結(jié)果的重復(fù)性和可比性，注意試驗配置的規(guī)范性就變得十分重要了。除了試驗配置的規(guī)范性外，還要注意每次試驗時附在試品上的附加導(dǎo)線根數(shù)，以及擺放位置是否一致。這是因為脈沖群試驗除了有傳導(dǎo)干擾外，還存在一定程度的輻射干擾，不同的導(dǎo)線數(shù)目、不同的導(dǎo)線擺放位置，試品對輻射干擾的響應(yīng)情況是不同的。

此外，還要提醒試驗人員的是，不同的試驗運(yùn)行程序，也可能影響試驗結(jié)果，這是因為不同的試驗運(yùn)行程序?qū)Ρ辉囋O(shè)備結(jié)電容的充放電情況也是不同的。

總之，試驗人員對試驗情況都要仔細(xì)記錄在案，便于日后對試驗結(jié)果有可追溯性。

3.試驗等級

為便于讀者在做試驗時能選擇合適的電壓等級進(jìn)行摸底，下面將試驗的電壓等級及每一等級所對應(yīng)的工作環(huán)境提供出來以供參考。

試驗等級分為1、2、3、4和X級。在電源線上試驗時，分別取0.5kV（5kHz）、1kV（5kHz）、2kV（5kHz）、4kV（2.5kHz）及待定。在信號線、控制線上試驗時，分別取0.25kV（5kHZ）、0.5kV（5kHz）、1kV（5kHz）、2kV（5kHz）及待定。

這里，電壓為發(fā)生器儲能電容上的電壓，頻率指脈沖群內(nèi)單個脈沖的重復(fù)頻率。

試驗等級所代表的典型工作環(huán)境如下。

1級：具有良好保護(hù)的環(huán)境。計算機(jī)的機(jī)房可代表這種環(huán)境。

2級：受保護(hù)的環(huán)境。工廠和發(fā)電廠的控制室和終端室可代表這種環(huán)境。

3級：典型的工業(yè)環(huán)境下。工業(yè)過程控制設(shè)備的安裝場所，發(fā)電廠和戶外高壓變電站的繼電器房可代表這種環(huán)境。

4級：嚴(yán)酷的工業(yè)環(huán)境。未采用特別安裝措施的電站、室外工業(yè)過程控制設(shè)備的安裝區(qū)域、露天的高壓變電站的配電設(shè)備和工作電壓高達(dá)500kV的開關(guān)設(shè)備可代表這種環(huán)境。

作為一個產(chǎn)品，究竟選用哪一等級，主要由產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)來決定。

4.3.5 新版國家電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗標(biāo)準(zhǔn)（GB/T17626.4—2008）介紹

新版的國家電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗標(biāo)準(zhǔn)GB/T17626.4—2008已經(jīng)制訂出來了，這是根據(jù)IEC61000—4—4：2004標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化過來的。通讀了新的標(biāo)準(zhǔn)之后，對電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗有了更新的認(rèn)識，覺得新標(biāo)準(zhǔn)對脈沖群波形的要求、對校驗信號發(fā)生器的方法以及對試驗方法等都有了新的規(guī)定。它對于規(guī)范試驗方法，提高試驗的可比性和重復(fù)性很有好處。下面就來說明電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗在這方面的進(jìn)展。

1.試驗等級

新老標(biāo)準(zhǔn)的第一個不同點便是試驗等級，其中新標(biāo)準(zhǔn)的試驗等級見表4.7。

與舊的電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗等級比較，新標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)酷度要高于老標(biāo)準(zhǔn)，這不體現(xiàn)在試驗的電壓等級上，主要是在試驗頻率有了變化，新標(biāo)準(zhǔn)中將原先的2.5kHz取消了，一律取5kHz和100kHz兩種。因此，新標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的單位時間內(nèi)的脈沖密集程度有了增加，按照前面講到的國外專家對脈沖群試驗的研究，認(rèn)為“脈沖群干擾之所以會造成設(shè)備的誤動作，是因為脈沖群對線路中半導(dǎo)體器件結(jié)電容的充電，當(dāng)結(jié)電容上的能量積累到一定程度，便會引起線路（乃至設(shè)備）的誤動作”的觀點，顯然脈沖的密集程度越高，就越容易使結(jié)電容上的能量達(dá)到引起線路誤動作的門限。也就是說，新標(biāo)準(zhǔn)對試驗頻率的提高應(yīng)看成是對設(shè)備試驗的嚴(yán)酷度的提高。

2.試驗設(shè)備

1）脈沖群發(fā)生器

在脈沖群發(fā)生器中，新老標(biāo)準(zhǔn)在發(fā)生器組成的主要元件上有一個明顯區(qū)別：現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)講的是火花氣隙（sparkgap）；新標(biāo)準(zhǔn)則講的是高電壓開關(guān)（highvoltageswitch）。事實上，現(xiàn)時的脈沖群發(fā)生器的脈沖形成器件，無一例外，都是采用高壓電子開關(guān)。這一改變，對提高脈沖群發(fā)生器工作的穩(wěn)定性，以及提高試驗脈沖的頻率起到了關(guān)鍵的作用。

在GB/T17626.4—1998和IEC61000—4—4：1995標(biāo)準(zhǔn)的附錄A中，曾經(jīng)有一段文字提到了采用火花氣隙充當(dāng)脈沖形成器件的弊病：

● 由于火花氣隙在低于1kV時的機(jī)械和電氣上的不穩(wěn)定，所以對低于2kV的試驗電壓要通過分壓器來得到。

●脈沖群沖單個脈沖的重復(fù)頻率的實際值為10kHz到1MHz，然而廣泛調(diào)查的結(jié)果表明，采用固定調(diào)節(jié)火花氣隙的發(fā)生器難以再現(xiàn)這種相對較高的重復(fù)頻率，因此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了頻率較低的、有代表性的專用脈沖。

由此可見，在舊的電快速瞬變脈沖群試驗標(biāo)準(zhǔn)制定過程中，把脈沖頻率定為2.5kHz和5kHz實在是有一點不得以而為之的味道。隨著脈沖形成器件的更新，特別是高速高壓電子開關(guān)的選用，把脈沖頻率提高到5kHz和100kHz是理所當(dāng)然的事情，這使得脈沖群抗擾度試驗更加切合實際的干擾情況。

2）脈沖群發(fā)生器的特性參數(shù)

新舊標(biāo)準(zhǔn)中對發(fā)生器特性參數(shù)規(guī)定的不同主要?dú)w結(jié)為：新標(biāo)準(zhǔn)給出了兩種不同負(fù)載條件下的輸出電壓范圍，1000Ω負(fù)載的輸出電壓為0.24～3.8kV；50Ω負(fù)載的輸出電壓為0.125V～2kV。新標(biāo)準(zhǔn)對脈沖發(fā)生器性能的要求見表4.8。

在表4.8中還可以看到一點：脈沖的重復(fù)頻率提高并不會造成對受試設(shè)備注入能量的增加，這是因為重復(fù)頻率自5kHz提高到100kHz（頻率提高了20倍），但脈沖群的持續(xù)時間卻從15ms縮減到0.75ms（持續(xù)時間縮減到原來的1/20），所以注入受試設(shè)備的脈沖總量沒變（仍為75個），注入受試設(shè)備的干擾能量也就沒變，只是單位時間內(nèi)的脈沖密集程度有了增加。

3.發(fā)生器性能校驗

對發(fā)生器的性能必須進(jìn)行校驗，以便對所有參與做試驗的試驗發(fā)生器的性能建立一個共同依據(jù)。校驗可采用下列步驟：

在試驗發(fā)生器的輸出端依次分別接入50Ω和1kΩ的同軸衰減器，并用示波器加以監(jiān)測。監(jiān)測用示波器的-3dB帶寬，以及體現(xiàn)試驗發(fā)生器負(fù)載的50Ω和1kΩ的同軸衰減器的頻率響應(yīng)要求達(dá)到400MHz以上。其中50Ω是試驗發(fā)生器的匹配負(fù)載；1kΩ試驗負(fù)載則體現(xiàn)了發(fā)生器的一個復(fù)合負(fù)載。不同的試驗發(fā)生器只有在兩種極端的負(fù)載條件下?lián)碛邢嗤匦裕拍鼙ＷC在實際的抗擾度試驗中有相互可比的試驗結(jié)果。

校驗中要測量單個脈沖的上升時間、持續(xù)時間和重復(fù)頻率，以及脈沖群的持續(xù)時間和重復(fù)周期，詳細(xì)記錄在案。

表4.9列出了發(fā)生器在兩種負(fù)載（50Ω和1kΩ）下的輸出電壓幅值。其中，50Ω負(fù)載時的幅值容差為表中數(shù)值的±10%中；對1kΩ負(fù)載的幅值容差為表中數(shù)值的±20%。

4.耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)

用于電源線抗擾度試驗的耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)，新舊標(biāo)準(zhǔn)中的最大不同點在于：前者是對逐根電源線做共模抗干擾試驗；而后者是對所有電源線路同時做共模抗干擾試驗。新標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的電源線耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)如圖4.24所示。

對于耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)的性能，新標(biāo)準(zhǔn)從試驗的角度，對特性參數(shù)提出了要求：

（1）耦合電容：33nF；

（2）耦合方式：共模。

為了保證在交流/直流電源端口試驗中使用的耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)性能合格，光有上述基本要求是不夠的，還必須對耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)的共模輸出波形進(jìn)行校驗。校驗時發(fā)生器的輸出電壓設(shè)置為4kV。發(fā)生器的輸出接耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)的輸入，耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)的輸出接50Ω負(fù)載，記錄峰值電壓和波形。校驗要在每一條耦合/去耦通路上進(jìn)行。測量結(jié)果應(yīng)該是：脈沖的上升時間為5ns±30%；脈沖持續(xù)時間對50Ω為50ns±30%，峰值電壓在表4.9要求上允差±10%。

此外，當(dāng)被試設(shè)備以及電源與網(wǎng)絡(luò)脫開時，在耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)輸入端的殘余試驗脈沖不超過所施試驗電壓的10%。

新標(biāo)準(zhǔn)對波形校驗結(jié)果一致性的規(guī)定有重要意義：事實上，只有大體一致的試驗波形才代表試驗波形中的諧波成分及其含量的一致性，只有這樣，才能保證采用不同試驗發(fā)生器時的試驗結(jié)果大體一致。

5.電容耦合夾

脈沖群對于I/O線、信號線、數(shù)據(jù)線和控制線抗擾度試驗是通過電容耦合夾進(jìn)行的（如果前述耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)不適合使用在AC/DC電源端口時，也可采用電容耦合夾的耦合方式來對AC/DC電源端口進(jìn)行試驗）。耦合夾的耦合電容取決于電纜的直徑、材料及電纜的屏蔽情況。

耦合電容典型值為100～1000pF（原標(biāo)準(zhǔn)寫50～200pF）。

6.試驗配置（實驗室形式試驗的配置）

關(guān)于實驗室形式試驗的配置，在新舊標(biāo)準(zhǔn)里有兩張非常相似的配置圖，如圖4.25所示。仔細(xì)觀察這兩張圖，還是能發(fā)現(xiàn)它們之間的差別，最大的不同出現(xiàn)在這兩張圖的左側(cè)，這是關(guān)于臺式設(shè)備的試驗配置。

按照新標(biāo)準(zhǔn)的配置，地面安裝設(shè)備、臺式設(shè)備及其他結(jié)構(gòu)形式的設(shè)備都將放置在一塊參考接地板的上方。被試設(shè)備與參考接地板之間用0.1m±0.01m厚的絕緣支撐物隔開。

新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，凡是安裝在天花板上或是墻壁上的設(shè)備都按臺式設(shè)備對待。新標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定，試驗發(fā)生器和耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)也直接放在參考接地板上，并與參考接地板保持低阻抗連接。

新標(biāo)準(zhǔn)的這些變化顯得尤其重要：首先將試驗發(fā)生器和耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)直接放置在參考接地板上，并且和參考接地板相連，這是因為脈沖群試驗對被試線路進(jìn)行共模試驗，是將干擾加在被試線路與大地之間的試驗，而試驗中的參考接地板就代表了大地，所以將試驗發(fā)生器和耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)放在參考接地板上是由試驗的性質(zhì)決定的。為了不使脈沖群干擾產(chǎn)生過多衰減，試驗發(fā)生器、耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)與參考接地板的連接應(yīng)當(dāng)是低阻抗的。

新標(biāo)準(zhǔn)指出與被試設(shè)備連接的所有電纜要放在離地高度為0.1m的絕緣支架上。明確這一點也很重要，因為被試設(shè)備的連接電纜與參考接地板之間構(gòu)成了一個分布電容，離地高度不同，構(gòu)成的分布電容也是不同的。不同的分布電容，對脈沖群高頻諧波從連接電纜上的逸出情況也將不同，會直接影響試驗結(jié)果。

新標(biāo)準(zhǔn)對臺式設(shè)備試驗配置方式的改變，則對臺式設(shè)備的試驗嚴(yán)酷度以及試驗結(jié)果的一致性有了極大提高。按照舊標(biāo)準(zhǔn)的試驗配置，臺式設(shè)備放在木桌上，試驗發(fā)生器放在參考接地板上（試驗發(fā)生器的接地端子以低阻抗與參考接地板連接），疊加了干擾電壓的電源線則從地面處再伸展到臺式設(shè)備的電源輸入端。因此電源線的實際離地高度要在80cm以上，使得電源線相對參考平面的阻抗不能固定（不同的擺放位置有不同的阻抗），而且電源線過大的高頻阻抗（相對于電源線離開參考地平面為10cm的布局來說）使得電源線上的脈沖群干擾的高頻成分大量逸出，導(dǎo)致實際進(jìn)入被試設(shè)備的干擾變?nèi)酢Ｒ虼死眯吕蠘?biāo)準(zhǔn)所提供的試驗配置對同一臺設(shè)備做試驗時，可以得出截然不同的試驗結(jié)果。

此外，新標(biāo)準(zhǔn)特別指出，在耦合裝置與被試設(shè)備之間的電源線和信號線的長度為0.5m ±0.05m，而不是舊標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的≤1m。很顯然，舊標(biāo)準(zhǔn)給出的線的長度不夠明確，0～1m都屬于適合范圍，但是不同的線長，脈沖群高頻諧波的逸出情況是不同的。被試設(shè)備受到的干擾實際上是遺留在線上的傳導(dǎo)干擾和逸出到空間的輻射干擾的綜合結(jié)果。線長不同，被試設(shè)備受到的傳導(dǎo)干擾和輻射干擾的比例也是不同的，無法保證試驗結(jié)果的可比性。因此，明確被試線路的長度，對試驗結(jié)果的可比性、一致性特別重要。

新標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定，如果制造商提供的不可拆卸的電源電纜的長度超過0.5m±0.05m，超長的電纜應(yīng)在中間部位折疊起來，避免成為一個扁平線圈，同時擺放在離參考接地板0.1m高的位置。而不是老標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電源電纜超過1m時，超長部分挽成一個直徑為0.4m的扁平線圈，平放在離參考接地板0.1m高的位置。很明顯，新標(biāo)準(zhǔn)的提法比較合理，對超長線的處理也比較容易。

在新標(biāo)準(zhǔn)中還首次提出了機(jī)架安裝設(shè)備的試驗配置（如圖4.26所示），這在現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中是從沒有過的。新試驗配置方案的提出，避免了由于試驗人員對標(biāo)準(zhǔn)的理解不一所導(dǎo)致的試驗結(jié)果不一。

圖4.26 機(jī)架安裝設(shè)備的試驗配置例

最后，新標(biāo)準(zhǔn)還要求無須經(jīng)受快速瞬變脈沖試驗的線路要圈起來，并盡可能地遠(yuǎn)離受試線路，以盡量減少線路之間的耦合。

關(guān)于在I/O和通信端口上的試驗配置，新舊標(biāo)準(zhǔn)都采用電容耦合夾耒做試驗。但是現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中，當(dāng)兩臺設(shè)備同時進(jìn)行試驗時，受試設(shè)備與耦合夾的距離l1=l2≤1m；當(dāng)只對一臺設(shè)備進(jìn)行試驗時，為了去耦，l2至少要≥5m，或l2＞5l1。在新標(biāo)準(zhǔn)草案中，兩臺設(shè)備同時試驗時，受試設(shè)備與耦合夾的距離l1=l2=0.5m±0.05m；當(dāng)僅對一臺設(shè)備進(jìn)行試驗時，在不需要進(jìn)行試驗的這臺設(shè)備與耦合夾之間必須插入一個去耦網(wǎng)絡(luò)。

7.試驗方法

關(guān)于試驗計劃中的試驗時間，在舊標(biāo)準(zhǔn)中只寫不低于1min。而在新標(biāo)準(zhǔn)寫道：“為了加速試驗，選擇試驗時間為1min。試驗時間可以分割成6個10s的脈沖群，每次間隔暫停10s”。提出這一觀點的理由是：在實際的環(huán)境中，脈沖群是隨機(jī)發(fā)生的獨(dú)立事件，故不傾向于將。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的制定委員會也可以根據(jù)產(chǎn)品的特點選擇其他的試驗持續(xù)時間。

對于新標(biāo)準(zhǔn)的這一觀點，作者并不完全認(rèn)同。如果說國外專家對脈沖群試驗造成被試品失效所提出的機(jī)理是正確的（脈沖群試驗是利用干擾對線路結(jié)電容充電，當(dāng)其能量積累到一定程度，就可能引起被試品出錯。這就是說在造成被試品出錯之前，實際上有一個能量的積累過程。在平時做試驗時，我們也發(fā)現(xiàn)，對脈沖群的施加，被試品不是一上來就出錯的，而是要工作一段時間之后。例如，經(jīng)過0.5min，或接近1min之后，被試品的出錯情況才能顯現(xiàn)出來，而且越來越嚴(yán)重。這較好地驗證了國外專家對被試品失效機(jī)理的分析）。那么，把試驗時間分割成施加6個10s的脈沖群，中間每次間隔暫停10s的做法，實際上是使被試品得到了一個“喘息”機(jī)會，在暫停施加脈沖的10s內(nèi)，存在結(jié)電容上的能量便能得到一定程度的釋放，從而使被試品不太容易出錯了。其實脈沖群與被試設(shè)備的信號同步，特別是與電源信號的同步問題，不應(yīng)當(dāng)是一個重點提出的問題，對50Hz電源來說，每周波所占的時間為20ms（對60Hz電源來說，每周波所占的時間為16.6ms），與5kHz的脈沖群一群所占用的時間是相當(dāng)?shù)模匆蝗好}沖的發(fā)生過程必定會經(jīng)歷一個周波電壓的峰值、谷值和過零點，所以刻意追求與電源信號的不同步并沒有太多的實際意義。

4.3.6 電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗標(biāo)準(zhǔn)的點評

脈沖群抗擾度試驗是所有常用抗擾度試驗中比較難于通過的一種試驗，同時又是重復(fù)性和可比性比較差的一種試驗，因此在本節(jié)內(nèi)容的敘述中，重點突出該試驗的本質(zhì)是共模試驗。由于波形包含的諧波成分豐富，上限頻率高，所以試驗的規(guī)范性特別重要。

此外，新標(biāo)準(zhǔn)提出的把脈沖頻率要提高到5kHz和100kHz的問題，這一變化意味著單位時間內(nèi)的脈沖個數(shù)增加了，從干擾脈沖對線路結(jié)電容充電的觀點看，結(jié)電容的能量積累過程加快了，線路出錯的機(jī)率加大了，所以考核是更加嚴(yán)苛了。基于這一觀點，建議企業(yè)用戶在目前新老標(biāo)準(zhǔn)并存的階段，應(yīng)當(dāng)在產(chǎn)品性能的摸底階段就開始用新標(biāo)準(zhǔn)來做相應(yīng)的試驗。