О вычитании фонового уровня при измерении помехоэмиссии

При испытаниях на эмиссию излучаемых помех стандартами задается условие, что фоновый уровень электромагнитных помех (ЭМП) должен быть на 6 дБ ниже нормы испытаний. Однако, может сложиться ситуация, когда невозможно ослабить внешние помехи до требуемого значения. Например, рядом с местом испытаний находится мощная вещательная станция. Существует несколько способов, как можно измерить уровень помехи, создаваемой испытуемым оборудованием (ИО) на фоне внешних помех. Одним из них является вычитание сигнала фона из измеряемого.

Полагают, что сигнал, измеренный приемником ЭМП, является суперпозицией сигнала помехи от ИО и фонового уровня. Тогда сигнал помехи от ИО может быть найден по следующей формуле в абсолютных единицах В/м:

или в логарифмических единицах дБмкВ/м:

где EEUT — уровень помехи, создаваемый ИО, Emeas — измеренный уровень помех, Ea –фоновый уровень помех.

В приложении С стандарта CISPR 11 также приводится формула, для вычисления уровня помех, создаваемых ИО, путем вычитания фонового уровня (в единицах В/м):

При этом оговаривается, что данная формула применима, когда невозможно устранить сигналы средневолновых и УКВ радиостанций, а также телевидения. То есть фоновый сигнал узкополосный и не имеет девиации частоты. Из приложения A.4.3.4 к MIL-STD 461G, становится понятно, что авторы придерживались той же модели суммирования.

В заметке D. Mawdsley (фирма Laplace Instruments) рассмотрен пример, когда производилось вычитание узкополосных помех на фоне узкополосных и широкополосных на фоне широкополосных (по формуле (1)). В первом случае разностный сигнал в высокой степени совпадал с сигналом только от ИО, во втором — данный метод потерпел неудачу. Случаи измерения узкополосной помехи на фоне широкополосной и наоборот очевидно не вызывают затруднения.

Следует отметить, что в хорошо известной отечественным инженерам по ЭМС книге Д. Уайта «Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств и непреднамеренные помехи. Выпуск 3» дается следующая формула квадратурного сложения (п. 6.2.2, стр. 246):

Честно говоря, затрудняюсь сказать, почему автор применяет квадратурное сложение, хотя прямо говорит не об измерении мощности, а об измерении напряженности поля. Однако, там же дается интересная оценка, при каком уровне фонового сигнала относительно нормы испытаний можно определить сигнал помехи от ИО. Воспользуемся этой простой методикой для формул (1) и (2).

Положим, что погрешность измерительной системы ± 3 дБ (как правило, стандартное значение). Тогда, при включении питания ИО, измеренный уровень ЭМП должен быть как минимум на 3 дБ выше уровня фона, чтобы можно было сказать о наличии помехи от ИО. На основе формулы (1) это можно выразить следующим образом:

Очевидно, что аналогичное уравнение можно составить для формулы (2), приводить его здесь нет смысла. Решая их относительно EEUT, можно построить график, показанный на рисунке 1. По оси абсцисс отложены значения фонового уровня относительно нормы испытаний, а по оси ординат измеренный уровень помех относительно нормы испытаний.

Что следует из данного графика? Во-первых, при фоновом уровне -6 дБ относительно нормы возможно определить помеховый сигнал ИО с уровнем на 6 дБ (прямое вычитание) или 12 дБ (формула CISPR) ниже нормы.

Однако, слабые помеховые сигналы ИО будут маскироваться достаточно сильным фоновым сигналом. Если фоновый сигнал выше нормы на 6 дБ, то сигнал помехи от ИО будет различим, если только он превышает норму на 6 дБ (прямое вычитание) или равен ей (формула CISPR).

Таким образом, применение вычитания фонового сигнала из измеренного допустимо в при следующих условиях:

а) фоновый сигнал и помеховый сигнал ИО являются узкополосными

б) фоновый сигнал имеет минимальную девиацию по частоте и амплитуде;

в) уровень фонового сигнала не настолько велик, чтобы маскировать превышение нормы испытаний помеховым сигналом ИО.

Следует заметить, также, что в ситуации незначительной девиации по частоте фонового сигнала и помехового сигнала ИО может оказаться полезной техника многократного усреднения при проведении измерений.

Существуют и другие способы минимизировать влияние внешних ЭМП при измерениях помехоэмиссии. Самым разумным из них является, конечно, использование экранированного помещения. Об этом в следующий раз.

One clap, two clap, three clap, forty?

By clapping more or less, you can signal to us which stories really stand out.