專利名稱：一種用于數(shù)字式重力計(jì)量設(shè)備的輻射噪聲測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于數(shù)字式重力計(jì)量設(shè)備的輻射噪聲測(cè)試方法，屬于電磁兼容測(cè) 試以及電力線通信領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電子設(shè)備產(chǎn)品在進(jìn)行市場(chǎng)推廣之前，必須通過相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，其中一項(xiàng)就是輻 射電磁干擾標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試。而基于單片機(jī)數(shù)字式重力計(jì)量設(shè)備的輻射噪聲主要是由于其傳輸線 纜輻射造成的。而現(xiàn)有采用微波暗室來測(cè)量電磁輻射的成本較高，因此如何針對(duì)單片機(jī)數(shù) 字式重力計(jì)量設(shè)備的特點(diǎn)，開發(fā)一種用于數(shù)字式重力計(jì)量設(shè)備的輻射噪聲測(cè)試方法簡(jiǎn)便方 法是本發(fā)明研究的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種用于數(shù)字式重力計(jì)量設(shè)備的輻射噪聲測(cè)試方法，該方法通 過高頻電流鉗和噪聲分離網(wǎng)絡(luò)先對(duì)單片機(jī)數(shù)字式重力計(jì)量設(shè)備的共模噪聲電流進(jìn)行測(cè)量， 再通過該共模噪聲電流來預(yù)估輻射噪聲。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種用于數(shù)字式重力計(jì)量設(shè)備的輻 射噪聲測(cè)試方法，包括以下步驟步驟一測(cè)試傳導(dǎo)噪聲分離網(wǎng)絡(luò)在輻射噪聲頻段內(nèi)共模插入損耗和差模抑制比的 性能，以確定該傳導(dǎo)噪聲分離網(wǎng)絡(luò)在輻射噪聲頻段滿足測(cè)量要求；步驟二 根據(jù)高頻電流鉗結(jié)構(gòu)計(jì)算得出相應(yīng)的轉(zhuǎn)移阻抗Z ( )，該轉(zhuǎn)移阻抗Z ( ) 的具體計(jì)算公式為 式中，&為接收機(jī)內(nèi)阻抗(Q)，L2為高頻電流鉗內(nèi)感(H)，M為電路與高頻電流鉗 之間的額互感(H)，(0為角頻率(rad/s)，j為虛部單位；步驟三將高頻電流鉗中的一個(gè)測(cè)量環(huán)置于數(shù)字式重力計(jì)量設(shè)備電源線的火線與 地線上，以提取數(shù)字式重力計(jì)量設(shè)備中電源線中火線對(duì)地線的第一噪聲電壓(Vi)；將高頻 電流鉗中的另一個(gè)測(cè)量環(huán)置于數(shù)字式重力計(jì)量設(shè)備電源線的中線與地線上，以提取數(shù)字式 重力計(jì)量設(shè)備中電源線中中線對(duì)地線的第二噪聲電壓(V2)；步驟四通過噪聲分離網(wǎng)絡(luò)將火線噪聲電壓(\)、中線噪聲電壓(VN)進(jìn)行矢量和 與矢量差運(yùn)算，得到差模傳導(dǎo)噪聲電壓(VDM)和共模傳導(dǎo)噪聲電壓(veM)，以分離傳導(dǎo)噪聲中 差模傳導(dǎo)噪聲和共模傳導(dǎo)噪聲；具體公式如下 式中^為火線噪聲電壓，VN為中線噪聲電壓，VDM為差模傳導(dǎo)噪聲電壓，VeM為共模 傳導(dǎo)噪聲電壓。步驟五將所述第一噪聲電壓(義)、第二噪聲電壓(V2)結(jié)合所述高頻電流鉗的轉(zhuǎn) 移阻抗Z( )進(jìn)行運(yùn)算，得到差模傳導(dǎo)噪聲電流和共模傳導(dǎo)噪聲電流；具體公式如下
V2 =--—TVcm -^M) 式中，&為接收機(jī)內(nèi)阻抗(Q)，L2為高頻電流鉗內(nèi)感(H)，M為電路與高頻電流鉗 之間的額互感(H)，(0為角頻率(rad/s)，j為虛部單位，1 為共模噪聲電流(A)，IDM為差 模噪聲電流(A)；步驟六根據(jù)如下共模噪聲電流通過公式 ，獲得向自由空間發(fā)射出輻射噪聲電場(chǎng)，式中，&為自由空間波阻抗，單位為Q；1 為導(dǎo)線長(zhǎng)度，單位為m ;1為電流，單位為A ；r為測(cè)試距離，單位為m;^為2JI/X，其中入 為相關(guān)頻率信號(hào)波長(zhǎng)，單位為m;E0為輻射噪聲電場(chǎng)，單位為dBuV/m;j為虛部標(biāo)志；0為測(cè)
量矢量角度。上述技術(shù)方案中的有關(guān)內(nèi)容解釋如下1、上述方案中，所述共模插入損耗和差模抑制比性能是傳導(dǎo)噪聲分離網(wǎng)絡(luò)在工作 頻率為30MHz以上的性能。2、上述方案中，所述&為接收機(jī)內(nèi)阻抗(Q)，L2為高頻電流鉗內(nèi)感(H)，M為電路 與高頻電流鉗之間的額互感(H)，《為角頻率(rad/s)，j為虛部單位，。由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明以測(cè)量單片機(jī)數(shù)字式重力計(jì)量設(shè)備中的傳導(dǎo)噪聲，并將其分離成共模噪 聲和差模噪聲，并采用相應(yīng)的噪聲抑制措施使得電力線通信系統(tǒng)在傳導(dǎo)部分達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要 求。2、本發(fā)明根據(jù)共模電流對(duì)于輻射噪聲進(jìn)行預(yù)估，可以省去利用微波暗室等高額測(cè)
量費(fèi)用。3、本發(fā)明采用分離網(wǎng)絡(luò)提取共模噪聲，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的濾波器對(duì)于其共模噪聲進(jìn)行 抑制，從而達(dá)到抑制單片機(jī)數(shù)字式重力計(jì)量設(shè)備輻射噪聲的目的。使得對(duì)輻射EMI噪聲的 抑制更為有效。4、本發(fā)明使用高頻電流鉗可測(cè)量小到微安量級(jí)的電流。5、本發(fā)明測(cè)量導(dǎo)線對(duì)之間的平衡以確保優(yōu)化信號(hào)的完整性。
圖1高頻電流鉗與噪聲分離網(wǎng)絡(luò)組成的測(cè)試系統(tǒng)圖；圖2高頻電流鉗電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；圖3射頻電流探頭預(yù)估原理其中，11,12... In為每小段對(duì)應(yīng)電流，El，E2. . . En為 每段電流對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)；圖4基于單片機(jī)數(shù)字式重力計(jì)量設(shè)備電路圖，放大部位為引起輻射噪聲原因；圖5高頻電流鉗轉(zhuǎn)移阻抗測(cè)試圖；圖6噪聲分離網(wǎng)絡(luò)高頻特性圖；圖7輻射噪聲預(yù)估結(jié)果。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述實(shí)施例一種用于數(shù)字式重力計(jì)量設(shè)備的輻射噪聲測(cè)試方法，包括以下步驟步驟一測(cè)試傳導(dǎo)噪聲分離網(wǎng)絡(luò)在輻射噪聲頻段內(nèi)共模插入損耗和差模抑制比的 性能，以確定該傳導(dǎo)噪聲分離網(wǎng)絡(luò)在輻射噪聲頻段滿足測(cè)量要求；步驟二 根據(jù)高頻電流鉗結(jié)構(gòu)計(jì)算得出相應(yīng)的轉(zhuǎn)移阻抗Z ( )，該轉(zhuǎn)移阻抗Z ( ) 的具體計(jì)算公式為
DZ(o))= 八2 jcoM
R2 + j0)L2式中，R2為，L2為，M為，《為，j為；步驟三將高頻電流鉗中的一個(gè)測(cè)量環(huán)置于數(shù)字式重力計(jì)量設(shè)備電源線的火線與 地線上，以提取數(shù)字式重力計(jì)量設(shè)備中電源線中火線對(duì)地線的第一噪聲電壓(義)；將高頻 電流鉗中的另一個(gè)測(cè)量環(huán)置于數(shù)字式重力計(jì)量設(shè)備電源線的中線與地線上，以提取數(shù)字式 重力計(jì)量設(shè)備中電源線中中線對(duì)地線的第二噪聲電壓(V2)；步驟四通過噪聲分離網(wǎng)絡(luò)將火線噪聲電壓(VJ、中線噪聲電壓(VN)進(jìn)行矢量和 與矢量差運(yùn)算，得到差模傳導(dǎo)噪聲電壓(VDM)和共模傳導(dǎo)噪聲電壓(veM)，以分離傳導(dǎo)噪聲中 差模傳導(dǎo)噪聲和共模傳導(dǎo)噪聲；具體公式如下 式中^為火線噪聲電壓，VN為中線噪聲電壓，VDM為差模傳導(dǎo)噪聲電壓，VeM為共模 傳導(dǎo)噪聲電壓。步驟五將將所述第一噪聲電壓(義)、第二噪聲電壓(V2)結(jié)合所述高頻電流鉗的 轉(zhuǎn)移阻抗Z( )進(jìn)行運(yùn)算，得到差模傳導(dǎo)噪聲電流和共模傳導(dǎo)噪聲電流；具體公式如下 式中，&為接收機(jī)內(nèi)阻抗(Q)，L2為高頻電流鉗內(nèi)感(H)，M為電路與高頻電流鉗 之間的額互感(H)，(0為角頻率(rad/s)，j為虛部單位，1 為共模噪聲電流(A)，IDM為差 模噪聲電流(A)；步驟六根據(jù)如下共模噪聲電流通過公式，獲得向自由空間發(fā)射出輻射噪聲電場(chǎng)，式中，A為自由空間波阻抗，單位為Q；1 為導(dǎo)線長(zhǎng)度，單位為m ;1為電流，單位為A ；r為測(cè)試距離，單位為為2JI/X，其中入 為相關(guān)頻率信號(hào)波長(zhǎng)，單位為m;E0為輻射噪聲電場(chǎng)，單位為dBuV/m;j為虛部標(biāo)志；0為測(cè)
量矢量角度。所述共模插入損耗和差模抑制比性能是傳導(dǎo)噪聲分離網(wǎng)絡(luò)在工作頻率為30MHz 以上的性能。所述&為接收機(jī)內(nèi)阻抗(Q)，L2為高頻電流鉗內(nèi)感(H)，M為電路與高頻電流鉗 之間的額互感(H)，(0為角頻率(rad/s)，j為虛部單位。本實(shí)施例上述內(nèi)容具體解釋如下。高頻電流鉗和噪聲分離網(wǎng)絡(luò)對(duì)于單片機(jī)重力計(jì)量設(shè)備的共模噪聲電流進(jìn)行提取， 進(jìn)而通過共模噪聲電流來預(yù)估電路中的輻射噪聲的新測(cè)試系統(tǒng)。利用噪聲分離網(wǎng)絡(luò)和高頻電流鉗組成的測(cè)試系統(tǒng)用于測(cè)量電路中電磁干擾噪聲 電流的電路原理如圖1。其中，高頻電流鉗利用互感作用將線路中實(shí)際電磁干擾噪聲感應(yīng)到 電流鉗中，并被頻譜分析儀接收到。高頻電流鉗測(cè)量電路的等效模型如圖2所示。根據(jù)圖 2電路，轉(zhuǎn)移阻抗Z ( )定義如式⑴所示 其中，V2( )為高頻電流鉗測(cè)量得到的電壓值，為電路中電流值。由于高 頻電流鉗的互感作用，不難得出電路中的電磁干擾電流在電流探頭中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 j Co MI: ((0)，又因?yàn)闇y(cè)量?jī)x器的內(nèi)阻抗為50 Q，與匹配阻抗相同。則電流探頭測(cè)量所得的電 壓與電路中電路電流的關(guān)系如式(2)所示 其中，&為500負(fù)載阻抗，jcoMIJco)為電壓探頭通過互感作用感應(yīng)得到的電壓 值，k為電流探頭的自感。在電路中，由于匹配阻抗阻值與測(cè)量?jī)x器內(nèi)阻抗相同，所以可利 用匹配阻抗上測(cè)量得到的電壓值來計(jì)算電路中的電流如式(3)所示 其中，隊(duì)為50Q負(fù)載阻抗。所以，⑵式可以轉(zhuǎn)換為 利用噪聲分離網(wǎng)絡(luò)，可提取高頻電流鉗測(cè)量到總噪聲電流中的共模分量。單片機(jī) 重力計(jì)量設(shè)備傳輸線噪聲電S\、VN定義為總噪聲，通過對(duì)兩者進(jìn)行矢量和與矢量差可以 得到電路中的差模噪聲和共模噪聲如式(5) (6)所示 對(duì)于傳導(dǎo)噪聲電流，根據(jù)電磁兼容理論，也可將其分為差模傳導(dǎo)噪聲電流與共模 傳導(dǎo)噪聲電流。差模噪聲電流產(chǎn)生于火線與中線之間，其定義如式(7)所示
ldm 2 (7)共模噪聲電流是火線與地線以及零線與地線上電流噪聲之和，其定義如式(8)所 示I = IL+IN (8)根據(jù)圖1中所示的共模電流流向可知，由于參考地面的阻抗要比安全地線的電感 阻抗值小，所以，共模電流通過火線與零線后最終流向參考地面。因此，共模電流是導(dǎo)致輻 射電磁干擾的主要原因。在單片機(jī)重力計(jì)量設(shè)備設(shè)計(jì)中，由于電路中環(huán)路的存在而導(dǎo)致電 路中存在該種形式的共模電流，從而導(dǎo)致其輻射噪聲的增大。由以上分析可知，測(cè)量得到的電壓與電路中共模(CM)/差模(DM)電流的關(guān)系可由 式(9)表示v, = ‘ JmM Ix ( )” -) 兄
(V +V )*50(9)=jcoM ~ V CM y DM-
(50 +jcd 1^(50+ j co l2)+
jcoM 50 /T T N= 50 + Jwj^ {Icm + IDJ由該式可以將電流探頭測(cè)量得到的感應(yīng)電壓與電路中的共模噪聲電流與差模噪 聲電流相聯(lián)系，通過噪聲分離網(wǎng)絡(luò)，可以得到單片機(jī)重力計(jì)量設(shè)備的共模噪聲電流，從而預(yù) 估其輻射噪聲。其具體實(shí)施步驟如下1、首先，在頻域中對(duì)于電流探頭的轉(zhuǎn)移阻抗進(jìn)行測(cè)試，考慮到電流探頭的等效電 路包含著自感和互感兩個(gè)方面，所以可以寫出電流探頭部分電路方程，不難推導(dǎo)出V2 ((0 ) 和義(《)之間的關(guān)系如(4)式所示。2、對(duì)于傳導(dǎo)噪聲分離網(wǎng)絡(luò)在輻射頻段內(nèi)的性能進(jìn)行測(cè)試，以確定其性能在輻射頻 段是否可以滿足測(cè)量要求。3、建立單片機(jī)數(shù)字重力計(jì)量設(shè)備共模噪聲電流提取系統(tǒng)，該系統(tǒng)由高頻電流鉗、
8數(shù)字式重力計(jì)量設(shè)備、頻譜分析儀和噪聲分離網(wǎng)絡(luò)所構(gòu)成(見圖1)。將高頻電流鉗1夾在 火線與地線上，以測(cè)量流經(jīng)火線與地線的電磁干擾噪聲電流IL ；同時(shí)將另一高頻電流鉗2 夾在中線與地線上，以測(cè)量流經(jīng)中線與地線的電磁干擾噪聲電流IN。將兩個(gè)高頻電流鉗的 輸出端接入噪聲分離網(wǎng)絡(luò)，用以提取系統(tǒng)中的共模噪聲。并將共模噪聲轉(zhuǎn)化為共模噪聲電 流，即可根據(jù)提取到的共模噪聲電流來預(yù)估該系統(tǒng)的輻射噪聲。單片機(jī)數(shù)字式重力計(jì)量設(shè) 備的電磁輻射主要來源于線路上的共模輻射，而共模輻射來源于高頻共模電流，共模電流 沿傳輸線向自由空間發(fā)射出輻射場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算公式如式(10)所示
其中Zo為自由空間波阻抗⑴)，1為導(dǎo)線長(zhǎng)度(m)，I為電流(A)，r為測(cè)試距離 (m)，3 0 = 2 Ji /入，入為相關(guān)頻率信號(hào)波長(zhǎng)(m)。隨著頻率的增加，導(dǎo)線的物理長(zhǎng)度將與波長(zhǎng)的幾何尺寸可比，則沿導(dǎo)線上的電流 分布不再均勻一致。為此可以將導(dǎo)線均勻分成N個(gè)小段，采用射頻高頻電流鉗在每小段的 中間位置測(cè)量其各自電流(見圖3)，設(shè)分別為II，12. . . In，對(duì)于每一段導(dǎo)線可以采用公式 (10)進(jìn)行計(jì)算。采用公式(10)計(jì)算各小段的輻射電磁場(chǎng)。由于開闊試驗(yàn)場(chǎng)(0ATS)通常是測(cè)量電 磁輻射的標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)地，所以需考慮地面反射效應(yīng)，則總的等效輻射場(chǎng)計(jì)算轉(zhuǎn)化為如式(11)所 其中，|EC|為輻射電場(chǎng)，1為每小段等效天線長(zhǎng)度，f表示測(cè)試頻率，r表示開闊試 驗(yàn)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試距離，H表示測(cè)試天線高度，F(xiàn)為計(jì)算開闊試驗(yàn)場(chǎng)測(cè)試環(huán)境下的修正因子。4、由于數(shù)字式重力計(jì)量設(shè)備傳輸線纜較長(zhǎng)，因此可利用高頻電流鉗和噪聲分離網(wǎng) 絡(luò)所組成的測(cè)試系統(tǒng)對(duì)于傳輸線纜上不同區(qū)域的共模噪聲電流進(jìn)行提取，以確定抑制措施 加載的最佳位置。5、采用鐵氧體磁環(huán)對(duì)于單片機(jī)數(shù)字重力計(jì)量設(shè)備中的輻射噪聲進(jìn)行抑制，通過比 較加載鐵氧體磁環(huán)前后線纜上輻射噪聲的衰減程度以檢驗(yàn)文中方法的效果。本發(fā)明采用的測(cè)試方法，可以針對(duì)各類單片機(jī)數(shù)字重力計(jì)量設(shè)備傳輸線纜上的輻 射EMI噪聲進(jìn)行預(yù)估。采用高頻電流鉗和噪聲分離網(wǎng)絡(luò)對(duì)于線纜上共模噪聲電流進(jìn)行提取 從而對(duì)于輻射EMI噪聲進(jìn)行預(yù)估，該方法操作簡(jiǎn)單并且測(cè)試準(zhǔn)確。通過該測(cè)試方法，可以對(duì) 單片機(jī)數(shù)字重力計(jì)量設(shè)備傳輸線的輻射EMI噪聲進(jìn)行測(cè)試，進(jìn)一步為抑制該輻射EMI噪聲 提供理論依據(jù)。其電路如圖4所示，其輻射噪聲產(chǎn)生原因是由于電路中12MHz時(shí)鐘電路耦合到傳 輸線中所致。建立如圖1所示測(cè)試系統(tǒng)，該測(cè)試系統(tǒng)由高頻電流鉗、噪聲分離網(wǎng)絡(luò)、頻譜分 析儀以及數(shù)字式重力計(jì)量設(shè)備等組成。具體測(cè)試方法在時(shí)域中，其實(shí)驗(yàn)連接如圖5所示，本實(shí)驗(yàn)利用信號(hào)發(fā)生器在所需測(cè)量頻段內(nèi)輸 出不同頻率的正弦信號(hào)到雙蹤示波器的一個(gè)端口中，同時(shí)將高頻電流鉗加載在傳輸線上， 將測(cè)量得到的值輸入到雙蹤示波器的另外一個(gè)端口，根據(jù)3式，可以求出在不同頻率點(diǎn)上，
9該電流探頭的轉(zhuǎn)移阻抗。對(duì)所采用的噪聲分離網(wǎng)絡(luò)在輻射頻段的性能進(jìn)行測(cè)量，以確定該噪聲分離網(wǎng)絡(luò)可 以運(yùn)用到輻射噪聲的預(yù)估當(dāng)中。判斷共模噪聲分離網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)劣主要指標(biāo)是其共模插入損 耗(CMIL)以及差模抑制比(DMRR)其定義如式(12)所示 其中，VeM為共模輸入，為共模輸出；VDM為差模輸入，為差模輸出。在共模分 離網(wǎng)絡(luò)中，共模插入損耗的理想值應(yīng)為0，以保證在共模噪聲傳輸中，其共模噪聲信號(hào)的損 耗較小；同理可知，其差模抑制比應(yīng)盡可能大，以保證其差模噪聲不會(huì)耦合到共模噪聲信號(hào) 的傳輸中，所以，其差模抑制比的理想值應(yīng)為-⑴。通過測(cè)試，可以得到其共模插入損耗和 差模抑制比測(cè)試結(jié)果如圖6所示。該結(jié)果表明該分離網(wǎng)絡(luò)可運(yùn)用于輻射EMI頻段的預(yù)估。在測(cè)試噪聲分離網(wǎng)絡(luò)在輻射頻段性能的基礎(chǔ)上，可以連接電路系統(tǒng)。將數(shù)字式重 力計(jì)量設(shè)備通電，并將高頻電流鉗1夾在火線與地線上；另一個(gè)高頻電流鉗夾在中線與地 線上，以測(cè)量電纜上的火線噪聲和中線噪聲\、VN其超標(biāo)頻點(diǎn)為36MHz (如圖7所示)。高 頻電流鉗的輸出端口接入到噪聲分離網(wǎng)絡(luò)中，將分離后的噪聲輸入頻譜分析儀中以分析單 片機(jī)重力計(jì)量設(shè)備的共模噪聲電流。將高頻電流鉗擺放在數(shù)字式重力計(jì)量設(shè)備線纜上不同地方，以確定線纜上輻射最 大處的位置。此案例中分為近電源端，中點(diǎn)和近設(shè)備端三處進(jìn)行檢測(cè)，其檢測(cè)結(jié)果如表1所 示表1數(shù)字式重力計(jì)量設(shè)備傳導(dǎo)EMI噪聲分離結(jié)果 根據(jù)表中所示，其抑制部位應(yīng)在近設(shè)備端處。上述實(shí)施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人 士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明 精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種用于數(shù)字式重力計(jì)量設(shè)備的輻射噪聲測(cè)試方法，其特征在于包括以下步驟步驟一測(cè)試傳導(dǎo)噪聲分離網(wǎng)絡(luò)在輻射噪聲頻段內(nèi)共模插入損耗和差模抑制比的性能，以確定該傳導(dǎo)噪聲分離網(wǎng)絡(luò)在輻射噪聲頻段滿足測(cè)量要求；步驟二根據(jù)高頻電流鉗結(jié)構(gòu)計(jì)算得出相應(yīng)的轉(zhuǎn)移阻抗Z(ω)，該轉(zhuǎn)移阻抗Z(ω)的具體計(jì)算公式為 <mrow><mi>Z</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>ω</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfrac> <msub><mi>R</mi><mn>2</mn> </msub> <mrow><msub> <mi>R</mi> <mn>2</mn></msub><mo>+</mo><mi>jω</mi><msub> <mi>L</mi> <mn>2</mn></msub> </mrow></mfrac><mo>·</mo><mi>jωM</mi> </mrow>式中，R2為頻譜儀接收阻抗，L2為高頻電流鉗自感系數(shù)，M為測(cè)試電路與高頻電流鉗之間的互感系數(shù)，ω為角頻率，j為虛部符號(hào)；步驟三將高頻電流鉗中的一個(gè)測(cè)量環(huán)置于數(shù)字式重力計(jì)量設(shè)備電源線的火線與地線上，以提取數(shù)字式重力計(jì)量設(shè)備中電源線中火線對(duì)地線的第一噪聲電壓(V1)；將高頻電流鉗中的另一個(gè)測(cè)量環(huán)置于數(shù)字式重力計(jì)量設(shè)備電源線的中線與地線上，以提取數(shù)字式重力計(jì)量設(shè)備中電源線中中線對(duì)地線的第二噪聲電壓(V2)；步驟四將所述第一噪聲電壓(V1)、第二噪聲電壓(V2)結(jié)合所述高頻電流鉗的轉(zhuǎn)移阻抗Z(ω)進(jìn)行運(yùn)算，得到差模傳導(dǎo)噪聲電流和共模傳導(dǎo)噪聲電流；具體公式如下 <mrow><mo>|</mo><msub> <mi>V</mi> <mn>1</mn></msub><mo>|</mo><mo>=</mo><mfrac> <mrow><mi>jωM</mi><mo>·</mo><msub> <mi>R</mi> <mn>2</mn></msub> </mrow> <mrow><msub> <mi>R</mi> <mn>2</mn></msub><mo>+</mo><mi>jω</mi><msub> <mi>L</mi> <mn>2</mn></msub> </mrow></mfrac><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>I</mi><mi>CM</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub><mi>I</mi><mi>DM</mi> </msub> <mo>)</mo></mrow> </mrow> <mrow><mo>|</mo><msub> <mi>V</mi> <mn>2</mn></msub><mo>|</mo><mo>=</mo><mfrac> <mrow><mi>jωM</mi><mo>·</mo><msub> <mi>R</mi> <mn>2</mn></msub> </mrow> <mrow><msub> <mi>R</mi> <mn>2</mn></msub><mo>+</mo><mi>jω</mi><msub> <mi>L</mi> <mn>2</mn></msub> </mrow></mfrac><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>I</mi><mi>CM</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub><mi>I</mi><mi>DM</mi> </msub> <mo>)</mo></mrow> </mrow>式中，R2為接收機(jī)內(nèi)阻抗(Ω)，L2為高頻電流鉗內(nèi)感(H)，M為電路與高頻電流鉗之間的額互感(H)，ω為角頻率(rad/s)，j為虛部單位，ICM為共模噪聲電流(A)，IDM為差模噪聲電流(A)；步驟五根據(jù)如下共模噪聲電流通過公式 <mrow><msub> <mi>E</mi> <mi>θ</mi></msub><mo>≈</mo><mi>j</mi><mfrac> <mrow><mi>l</mi><msub> <mi>Z</mi> <mn>0</mn></msub><mi>I</mi><msub> <mi>β</mi> <mn>0</mn></msub><mi>sin</mi><mi>θ</mi> </mrow> <mrow><mn>4</mn><mi>πr</mi> </mrow></mfrac><msup> <mi>e</mi> <mrow><mo>-</mo><mi>j</mi><msub> <mi>β</mi> <mn>0</mn></msub><mi>r</mi> </mrow></msup> </mrow>，獲得向自由空間發(fā)射出輻射噪聲電場(chǎng)，式中，Z0為自由空間波阻抗，單位為Ω；l為導(dǎo)線長(zhǎng)度，單位為m；I為電流，單位為A；r為測(cè)試距離，單位為m；β0為2π/λ，其中λ為相關(guān)頻率信號(hào)波長(zhǎng)，單位為m；Eθ為輻射噪聲電場(chǎng)，單位為dBuV/m；j為虛部標(biāo)志；θ為測(cè)量矢量角度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括通過噪聲分離網(wǎng)絡(luò)將火線噪聲電 壓(\)、中線噪聲電壓(Vn)進(jìn)行矢量和與矢量差運(yùn)算，得到差模傳導(dǎo)噪聲電壓(Vdm)和共模 傳導(dǎo)噪聲電壓(Vqi)，以分離傳導(dǎo)噪聲中差模傳導(dǎo)噪聲和共模傳導(dǎo)噪聲；具體公式如下 式中^為火線噪聲電壓，Vn為中線噪聲電壓，Vdm為差模傳導(dǎo)噪聲電壓，Vqi為共模傳導(dǎo) 噪聲電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述共模插入損耗和差模抑制比性能是 傳導(dǎo)噪聲分離網(wǎng)絡(luò)在工作頻率為30MHz以上的性能。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述內(nèi)阻抗為R2為接收機(jī)內(nèi)阻抗(Ω)， L2為高頻電流鉗內(nèi)感(H)，M為電路與高頻電流鉗之間的額互感(H)，ω為角頻率(rad/s)， j為虛部單位。
全文摘要
一種用于數(shù)字式重力計(jì)量設(shè)備的輻射噪聲測(cè)試方法，根據(jù)高頻電流鉗結(jié)構(gòu)計(jì)算得出相應(yīng)的轉(zhuǎn)移阻抗；將高頻電流鉗中的測(cè)量環(huán)置于數(shù)字式重力計(jì)量設(shè)備電源線上，以提取電源線中第一噪聲電壓和第二噪聲電壓；通過噪聲分離網(wǎng)絡(luò)將第一噪聲電壓、第二噪聲電壓進(jìn)行矢量和與矢量差運(yùn)算，得到差模傳導(dǎo)噪聲電壓和共模傳導(dǎo)噪聲電壓；將所述差模傳導(dǎo)噪聲電壓、為共模傳導(dǎo)噪聲電壓結(jié)合所述高頻電流鉗的轉(zhuǎn)移阻抗進(jìn)行運(yùn)算，得到差模傳導(dǎo)噪聲電流和共模傳導(dǎo)噪聲電流；根據(jù)所述共模噪聲電流公式獲得向自由空間發(fā)射出輻射噪聲電場(chǎng)。本發(fā)明通過高頻電流鉗和噪聲分離網(wǎng)絡(luò)先對(duì)單片機(jī)數(shù)字式重力計(jì)量設(shè)備的共模噪聲電流進(jìn)行測(cè)量，在通過該共模噪聲電流來預(yù)估輻射噪聲。
文檔編號(hào)G01R31/00GK101887095SQ20101021478
公開日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2010年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月1日
發(fā)明者董穎華, 趙陽(yáng), 顏偉, 黃學(xué)軍 申請(qǐng)人:蘇州泰思特電子科技有限公司