車標(biāo)零部件傳導(dǎo)電壓法和電流法的分析及引申應(yīng)用

車載電子零部件的EMC由于需要滿足嚴(yán)格的限值和功能安全要求所以一直是研發(fā)設(shè)計中的重點和難點。通過深入研究基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)CISPR25定義的傳導(dǎo)測試電壓法和電流法的異同能夠讓我們對于車標(biāo)傳導(dǎo)發(fā)射測試?yán)斫飧鼮樯羁蹋瑢τ趥鲗?dǎo)測試結(jié)果診斷分析，研發(fā)EMC預(yù)測試和診斷能力建設(shè)，甚至實驗室測試快速核查都有很好的意義。

傳導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)測試時經(jīng)常發(fā)現(xiàn)電流法比電壓法通過的難度更大，導(dǎo)致一些工程師認(rèn)為電壓法和電流法是差異很大的不同測試，我們需要通過標(biāo)準(zhǔn)中的細(xì)節(jié)內(nèi)容來分析兩者異同。

電壓法測試布置（左）電流法測試布置（右）

兩者相同點：測試場地相同；測量設(shè)備相同；檢波器帶寬步長等參數(shù)相同；測試結(jié)果來源相同（均通過電壓信號轉(zhuǎn)換得到）；對電源端口AN（artificial network人工網(wǎng)絡(luò)）接入要求相同（電源端口都有一個穩(wěn)定統(tǒng)一的對地阻抗）。

兩者差異部分：測量接口不同（電壓法通過人工電源網(wǎng)絡(luò)的RF端口輸出，電流法通過電流探頭耦合輸出）；受測端口限制不同（電壓法只能測試電源端口，電流法可以測試任意線纜，尤其是無法接入阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的信號線采樣線通訊線等）；測試布置線長不同（電壓法受測線長20~40cm而電流法150~200cm）；限值不同。

以上可以看出兩者應(yīng)用上存在較大差異尤其分別采用不同的限值更容易被認(rèn)為是互相獨立的不同測試，但仔細(xì)分析限值的差異我們卻能發(fā)現(xiàn)兩個測試方法內(nèi)在的統(tǒng)一性。

電壓法和電流法的限值比較（Δ為限值數(shù)值差值）

對比限值可以看出電壓法與電流法限值在頻段和等級劃分是一致的，僅量綱不同和數(shù)值不同。由于測試在50Ω系統(tǒng)下進行，因此電壓量綱與電流量綱之間固定存在34dB差值（50歐電阻對數(shù)形式34dBΩ），與6MHz之后限值差值是一致的。而6MHz之前的差值小于34dB，通過查詢基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)的阻抗值我們能發(fā)現(xiàn)是由于阻抗差異導(dǎo)致而非測試方法嚴(yán)酷程度不同。參考基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)CISPR16-1-2中車標(biāo)150KHz-108MHz  50Ω/5uH+1Ω人工電源網(wǎng)絡(luò)AMN相應(yīng)的阻抗曲線如下 ：

150KHz-108MHz的 50Ω/5uH+1Ω阻抗網(wǎng)絡(luò)原理圖（左）和阻抗曲線（右）

右圖阻抗曲線可以看出在6MHz之后阻抗穩(wěn)定在50Ω，但在低于該頻段之前阻抗明顯小于50 Ω，如300KHz阻抗約為10Ω即20dB Ω，差值為20dB，與限值差值相同。因此兩者限值實際上是參照阻抗網(wǎng)絡(luò)阻抗值進行轉(zhuǎn)換的，兩個測試方法五個等級的限值都一一對應(yīng)并沒有嚴(yán)酷程度不同的差異，因此標(biāo)準(zhǔn)電壓法電流法不但測試方法相通而且限值也是統(tǒng)一的。

通過分析我們知道了兩個測試方法的外在區(qū)別和內(nèi)在統(tǒng)一性，由此可以引申出兩個工程實踐中較為有意義的指導(dǎo)。

首先可以指導(dǎo)車標(biāo)零部件電壓法電流法數(shù)據(jù)分析。因為內(nèi)在的一致性，所以電源端口的測試電壓法、電流法結(jié)果在6MHz以下的應(yīng)當(dāng)趨于一致（超標(biāo)值或裕量值一致，頻譜包絡(luò)值會有差異，電流法測試結(jié)果頻譜斜率會更大一點），在6MHz以上電流法因為線長的阻抗變化和駐波的影響會和電壓法有一些差異，這個推論可以指導(dǎo)我們從數(shù)據(jù)差異中發(fā)現(xiàn)隱藏信息，而且診斷分析時可以不拘泥于測試布置，在任一種測試布置可以診斷評估兩種測試以便提高效率，同時數(shù)據(jù)時如果差異大大超出預(yù)期時還需要考慮核查實驗室設(shè)備狀態(tài)、校準(zhǔn)系數(shù)、參數(shù)調(diào)用操作失誤等情況。

其次電流法與電壓法的內(nèi)在一致性能還能指導(dǎo)我們建設(shè)和使用車標(biāo)傳導(dǎo)預(yù)測試和診斷工作臺。工程應(yīng)用中電流法覆蓋的線纜端口范圍更廣，不但可以評估電流法還可以利用一致性覆蓋電壓法測試可以提高診斷效率。同時也擴展其他類型的阻抗網(wǎng)絡(luò)用于車標(biāo)零部件測試也可以靈活綜合利用各種設(shè)備。以下是由這一指導(dǎo)方法引申而出來的傳導(dǎo)預(yù)測試和診斷工作臺的簡略介紹，供EMC工程人員參考。

該預(yù)測試及診斷臺僅包括頻譜儀、阻抗網(wǎng)絡(luò)、電流探頭以及金屬夾具。電壓法或電流法預(yù)測試只需要分別使用不同的電流探頭系數(shù)：標(biāo)準(zhǔn)50Ω環(huán)境校準(zhǔn)電流探頭系數(shù)可以使用電流法限值；電流探頭與AMN一同校準(zhǔn)可以使用電壓限值。

電流探頭標(biāo)準(zhǔn)50Ω校準(zhǔn)（用于電流法）與電流探頭配合阻抗網(wǎng)絡(luò)校準(zhǔn)（用于電壓法）

自制阻抗網(wǎng)絡(luò)的校準(zhǔn)（左）于阻抗系數(shù)（右）

該AMN為自制16A 50Ω//50uH阻抗網(wǎng)絡(luò)，但并非50Ω//5uH AMN，但與電流探頭共同校準(zhǔn)之后不影響預(yù)測試和診斷使用。

車標(biāo)傳導(dǎo)預(yù)測試和診斷工作臺應(yīng)用實例圖（索恩格汽車零部件有限公司授權(quán)發(fā)布）

該工作臺雖然簡單，但由于電壓法和電流法本質(zhì)上統(tǒng)一性，經(jīng)校準(zhǔn)后得到的測試結(jié)果也是具有評估意義的，對于差模共模成分區(qū)分，復(fù)雜線纜比對，以及測試安全和便利性都有很大優(yōu)勢，配合其他診斷設(shè)備能夠完全處理PCB板級和芯片級別的EMC問題，以極小的成本投入極大支持研發(fā)EMC工作。

更進一步，我們也可以使用電流法在非標(biāo)準(zhǔn)的測試條件下（即無AN接入，任意開發(fā)環(huán)境和場地）對傳導(dǎo)測試結(jié)果進行預(yù)測試和評估（由于一般環(huán)境的阻抗總是大于50歐，又小于377歐，可以認(rèn)為測試結(jié)果會在14dB內(nèi)變動，一般6-10dB裕量已經(jīng)足夠覆蓋阻抗網(wǎng)絡(luò)接入與否導(dǎo)致的測試結(jié)果差異），這將給與EMC工程師在現(xiàn)場進行診斷和預(yù)測試極大的便利性（直接、方便、快捷、安全、高效），這不僅對于車標(biāo)零部件和整車集成應(yīng)用而且對于其他標(biāo)準(zhǔn)和任何大型復(fù)雜系統(tǒng)的EMC分析診斷和設(shè)計都有很好的益處。同時該方法不僅僅限于傳導(dǎo)，還可以擴展應(yīng)用于輻射分析。

小結(jié)

CISPR25傳導(dǎo)電壓法和電流法測試測試形式有差異但內(nèi)在是統(tǒng)一的.

分析電壓法和電流法的測試結(jié)果的相關(guān)性能夠幫助診斷分析問題；

比較電壓法電流法數(shù)據(jù)可以初略快速核查實驗室；

將電流探頭和阻抗網(wǎng)絡(luò)通過合適的方法校準(zhǔn)可以使用不同限值；

利用統(tǒng)一性原理可以建設(shè)低成本高效的診斷分析臺；

電流法還可以進行進一步的應(yīng)用擴展