传导和辐射发射测试对测量仪器的优化要求

假如一个干扰测量接收机是用于完整符合性测试的话，它必须符合CISPR的规定。虽然有关预符合测试用设备的优点已谈过不少，比如价格便宜等，但要真正理解使用中所存在的问题，则花一些时间来了解CISPR16-1规定所构成的限制（或者说要求）是完全值得的。对干扰测量接收机所规定的要求有下列几个方面（并未按特别的顺序要求来排列）：

1）带宽；

2）检波器；

3）过载性能和脉冲精度；

4）输入电压驻波比（VSWR）和灵敏度。

正如它们适用于这里所描述的传导测试一样，这些限制同样适用于本篇第1章中所描述的辐射测量。

假如一个干扰信号频谱宽于测量仪器本身的带宽，那么仪器的指示值将取决于仪器本身的带宽。假如干扰信号频谱窄于测量仪器本身的带宽的话，那么仪器的指示值则独立于它本身的带宽。这是窄带和宽带干扰之间的基本区别。假如所测量的是已知的无线电信号，可以特别设计测量带宽来迎合被测信号的特征（带宽）。但这在EMC测量中是不可能做到的。这是因为根据定义，干扰信号的特征是无法预先得知的。所以，测量接收机的技术规范必须不仅包括带宽，而且还要包括对决定这个带宽的滤波器滤波曲线形状的定义值。图4-2-19中给出了CISPR16-1对此给出的带宽规范。

只有当一个接收机的带宽特征完全符合这个规范，它才可以用于完整符合性测试。然而，假如仅仅是测量窄带干扰，比如来自微处理器时钟谐波的单个发射，接收机滤波器的实际性能对输出几乎没有任何影响。这也是对带宽要求中造成大部分混淆的根本所在。

CISPR16-1规定了三种主要的检波器类型：峰值、准峰值和平均检测器。大多数的原始测量都是使用峰值检波器进行的。正如它的名称所包含的，它会立即对在它的输入端所出现的干扰信号的峰值做出响应。EMC标准对辐射发射限值的规定是按照使用准峰值检波器制定的（虽然最近几年也有些欧洲电信标准学会（ETSI）标准使用峰值检测器）。而传导发射限值的规定则是按照使用准峰值和平均值检波器来制定的。完整符合性测试必须使用正确的检波器。内置检波器之间的不同时表现为它们对脉冲信号或调制信号的响应不同。图4-2-20显示的就是检波器对脉冲干扰的响应。(www.xing528.com)

图4-2-19 CISPR16-1的带宽规定

图4-2-20 对脉冲干扰的检波器响应

准峰值检波器会按照它所检测到的骚扰程度的不同而对它的指示值加权：当在广播无线电和TV频道上检测到低重复率脉冲时，与高重复率脉冲相比，前者就不那么骚扰。在设计准峰值检波器时，它的上升时间常数和下降时间常数是已确定了的，并且在执行中，它们也是相当直观的。平均值检波器输出的是简单的平均值，而不是干扰信号的峰值。从原理上说，只要增设一个时间常数长于输入脉冲的最低重复率的简单低通滤波器就可以做到这一点。

测量接收机设计工程师所面临的困难是，为了给出低脉冲重复率（PRF）干扰的实际准峰值或平均值的精确测量值，在假定脉冲没有被压缩情况下，在检波器前面的RF电路以及检波器本身的线性动态范围必须至少等于所期望的脉冲权重的动态范围。根据CISPR16的规定，这个动态范围可以接近达到43dB，这意味着在接收机的具体设计中，这个值将接近于60dB。假如接收机不能连续调节它的增益以获得检波器上的最佳电平（例如频谱分析仪就不能做到这一点），那么所需要的动态范围还要增加几十分贝。这对RF电路设计来说绝对是一个具有非常挑战性的任务。对脉冲信号而言，所设计RF电路的线性度和过载性能则是区别完全符合测量要求的接收机与低成本仪器的最重要的两个变量。

虽然比较起来，对输入电压驻波比（VSWR）的要求不那么重要，但仍然是CISPR16-1规范的组成部分。规范规定：在没有输入衰减时的VSWR为2∶1，而在具有10dB衰减时，VSWR降低为1.2∶1。由于失配，测量误差是与VSWR直接相关的。对于一个宽频谱的接收机来说（读者一定还记得：9kHz～30MHz的频率范围是大于三个十倍频的频率范围的），要满足在没有衰减条件下的2∶1的规范是相当困难的。许多普通的接收机，即便是在一个窄带范围内也无法达到这个规定的要求。但假如允许在输入端有某种程度的衰减，那事情就要容易得多。但这样做会降低接收机的灵敏度。在CISPR16-1中对灵敏度的要求是以噪声分量不应该使测量精度的降低超过1dB的方式来表达的。这也就是说，系统噪声基底必须至少要比所期望精确测量的最低电平还要低6dB。这里的系统噪声基底是接收机的噪声加上由于变换器的存在所造成的损耗或天线因数以及连接电缆所造成的综合噪声。在实践中常发现，受到制约的性能通常出现在辐射测试的高端。也就是说，大约在1GHz处。我们经常还会发现，低成本的接收机和天线在这些频率上，即便执行的是限值线以上的测量也会具有不恰当的灵敏度（灵敏度不够），更不用说对低于限值线的测量了。

概括地说，虽然造成用于完整符合性测量的接收机价格昂贵的原因有好几个。但CISPR规范严格要求要在一个极宽的频谱范围内对一个未知的和随机变化的干扰信号进行精确测量是导致价格昂贵的直接原因。任何预符合仪器必然会放弃其中的某些或所有这些CISPR规范要求以降低成本，所以不能使用它们来完成完整符合性测试。