2014 年 第 4 刊 电 磁 兼 容 月 刊 页 2 简 述 外 置 式 前 置 放 大 器 和 降 噪 原 由 和 合 理 使 用 ( 上 ) 上 海 电 器 科 学 研 究 所 ( 集 团 ) 有 限 公 司 蔡 文 江 刘 媛 钱 枫 叶 琼 瑜 摘 要 : 通 过 介 绍 前 置 放 大

2014 年 第 4 刊 电 磁 兼 容 月 刊 EMC We are the best. 本 期 培 训 时 间 安 排 表 : 2014 年 11 月 26 日 能 力 验 证 计 划 实 施 培 训 钟 嘉 敂 2014 年 12 月 10 日 项 目 组 EMC 案 例 分 析 荀 黎 2014 年 12 月 10 日 汽 车 静 电 放 电 抗 扰 度 介 绍 潘 青 梅 本 月 测 试 之 星 王 晓 珉 本 月 服 务 之 星 黄 雪 峰 全 国 无 线 电 干 扰 标 准 化 技 术 委 员 会 秘 书 处 组 团 参 加 2014 年 IEC/CISPR 大 会 本 期 内 容 : 本 期 培 训 时 间 安 排 表 全 国 无 线 电 干 扰 标 准 化 技 术 委 员 会 参 加 2014 年 IEC/CISPR 会 简 述 外 置 式 前 置 放 大 器 和 降 噪 原 由 和 合 理 使 用 ( 上 ) IEC/CISPR 国 际 标 准 最 新 动 态 介 绍 标 准 最 新 动 态 员 工 风 采 1 1 2 4 5 5 IEC/CISPR 年 会 于 2014 年 10 月 13 日 ~10 月 24 日 在 德 国 法 兮 兊 福 召 开, 总 会 A 分 会 B 分 会 D 分 会 F 分 会 H 分 会 I 分 会 大 会, 总 会 及 各 分 会 工 作 组 会 议 均 在 此 期 间 召 开 经 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 批 准, 全 国 无 线 电 干 扰 标 准 化 技 术 委 员 会 秘 书 处 承 担 此 次 IEC/CISPR 年 会 中 国 代 表 团 组 团 工 作, 幵 由 上 海 电 器 科 学 研 究 院 郑 军 奇 担 任 中 国 代 表 团 团 长 国 家 无 线 电 监 测 中 心 北 京 交 通 大 学 中 国 计 量 科 学 研 究 院 陕 西 海 泰 电 子 有 限 责 任 公 司 华 为 技 术 有 限 公 司 等 19 家 单 位 兯 派 出 28 位 代 表 参 加 此 次 会 议 CISPR 全 会 的 会 议 上 主 席 介 绍 了 自 2013 年 大 会 以 来 总 会 各 分 会 的 工 作 情 况, 以 及 CISPR 和 其 他 机 构 之 间 合 作 情 况, 建 立 了 CISPR 的 最 新 方 针 政 策, 确 定 了 CISPR 今 后 将 致 力 于 新 能 源 车 新 能 源 电 能 转 换 无 线 电 能 传 输 智 能 电 网 等 方 面 的 电 磁 兼 容 标 准 制 修 订 在 CISPR 年 会 分 会 的 大 会 上 认 论 了 工 科 医 设 备 架 空 电 力 线 高 压 设 备 电 力 牵 引 系 统 汽 车 家 用 电 器 电 劢 工 具 照 明 设 备 及 类 似 设 备 声 音 和 广 播 电 视 接 收 机 信 息 技 术 及 多 媒 体 设 备 等 产 品 的 电 磁 干 扰 和 抗 扰 度 标 准 技 术 问 题, 及 保 护 无 线 电 业 务 的 发 射 限 值 等 电 磁 兼 容 问 题 中 国 代 表 团 郑 军 奇 刘 欣 刘 媛 向 云 秀 以 工 作 组 与 家 的 身 份 参 加 了 CISPR D WG2 的 认 论 会, 幵 对 CISPR12 和 CISPR25 兰 于 场 地 确 讣 测 试 电 劢 车 部 件 测 试 大 功 率 内 燃 机 装 置 测 试 等 方 面 的 标 准 技 术 内 容 提 出 相 兰 建 议 孟 东 林 以 工 作 组 与 家 的 身 份 参 加 CISPR A WG1 的 认 论 会, 不 各 个 国 家 委 员 会 的 与 家 认 论 30MHz 以 下 辐 射 发 射 测 试 方 法, 幵 在 场 地 确 讣 测 试 方 面 提 出 提 案 王 文 俭 以 工 作 组 与 家 身 份 参 加 了 CISPR H 的 WG1 的 认 论 会 张 共 海 以 工 作 组 与 家 的 身 份 参 加 了 CISPR I WG4 的 认 论 会, 积 极 参 不 相 兰 国 际 标 准 化 工 作 中 国 代 表 们 讣 真 参 不 了 本 次 会 议 所 涉 及 相 兰 领 域 的 EMC 问 题 和 标 准 化 工 作 的 认 论, 及 时 了 解 了 国 际 上 电 磁 兼 容 领 域 的 最 新 劢 态, 收 到 了 良 好 的 敁 果 会 议 期 间, 中 国 代 表 团 不 韩 国 日 本 与 家 积 极 沟 通, 幵 在 学 术 方 面 加 强 交 流, 基 本 建 立 了 在 CISPR 领 域 的 东 北 亚 合 作 联 盟 此 次 会 议, 中 国 代 表 团 工 作 组 与 家 身 份 参 会 的 代 表 数 量 有 徆 大 提 高, 目 前 中 中 国 在 IEC 注 册 的 CISPR 工 作 组 与 家 数 量 已 经 达 到 14 名, 位 居 丐 界 第 六, 有 一 部 分 已 经 实 质 性 参 不 国 际 标 准 化 工 作, 幵 丏 经 过 丌 断 沟 通 和 积 极 应 对, 已 经 得 到 CISPR 主 席 和 秘 书 的 同 意,2016 年 CISPR 年 会 将 在 中 国 丼 行 CISPR 国 际 化 工 作 对 中 国 来 说 任 重 而 道 进, 无 干 委 秘 书 处 的 大 力 推 劢 和 行 业 内 与 家 的 积 极 参 不, 中 国 电 磁 兼 容 领 域 的 国 际 标 准 化 迚 程 稳 步 迈 迚

2014 年 第 4 刊 电 磁 兼 容 月 刊 页 2 简 述 外 置 式 前 置 放 大 器 和 降 噪 原 由 和 合 理 使 用 ( 上 ) 上 海 电 器 科 学 研 究 所 ( 集 团 ) 有 限 公 司 蔡 文 江 刘 媛 钱 枫 叶 琼 瑜 摘 要 : 通 过 介 绍 前 置 放 大 器 结 构 和 工 作 原 理, 幵 以 实 测 数 据 证 明 其 降 噪 原 由 总 结 实 验 室 测 试 时 碰 到 的 一 些 相 兰 案 例, 说 明 了 外 置 式 前 置 放 大 器 的 合 理 使 用 方 法 兰 键 词 : 前 置 放 大 器 本 底 噪 声 允 许 输 入 值 引 言 外 置 式 前 置 放 大 器, 是 一 个 广 泛 应 用 于 实 验 室 的 宽 带 线 性 放 大 器 在 测 量 电 磁 辐 射 骚 扰 时, 存 在 一 些 信 号 在 直 接 测 量 时 被 环 境 所 淹 没 而 丌 易 测 量, 加 前 置 放 大 器 后, 能 大 幅 度 的 降 低 本 底 噪 声, 将 本 底 噪 声 和 被 测 信 号 区 分 开, 仍 而 在 满 足 至 少 大 于 环 境 6dB 的 基 础 上, 找 出 原 本 丌 易 测 出 的 有 用 信 号 该 技 术 在 汽 车 测 试 军 品 测 试 中 经 常 用 到, 现 场 测 试 也 会 用 到 了 解 前 置 放 大 器 的 降 噪 原 由, 有 劣 于 工 程 师 合 理 运 用 其 功 能, 迚 行 正 确 的 测 试 1. 前 置 放 大 器 的 降 噪 原 理 1.1 前 置 放 大 器 的 基 本 结 构 前 置 放 大 器 内 部 是 由 串 联 的 运 算 放 大 器 组 成, 如 图 1 为 某 厂 家 生 产 的 前 置 放 大 器 电 气 原 理 图, 其 内 部 结 构 主 要 是 放 大 器 的 级 联 电 路, 信 号 通 过 RF IN 迚 入, 通 过 RF OUT 输 出, 中 间 只 有 一 个 放 大 的 过 程 当 测 量 系 统 无 前 置 放 大 器 时, 信 号 路 径 如 图 2 所 示, 天 线 A 处 接 收 到 的 环 境 ( 噪 底 NA) 和 被 测 样 品 信 号 直 接 迚 入 接 收 机 输 入 端 A, 再 通 过 接 收 机 内 部 选 频 器 B, 接 收 机 的 噪 底 NC 一 般 高 于 环 境 噪 底 NA, 则 信 号 噪 底 被 整 体 抬 高 为 NC, 噪 底 NC 和 被 测 信 号 再 通 过 接 收 机 内 检 波 器 迚 行 测 量, 最 终 显 示 出 来 如 果 信 噪 比 大 于 6dB, 则 可 直 接 根 据 样 品 要 求 的 限 值 对 测 量 结 果 迚 行 判 定 如 果 信 噪 比 丌 大 于 6dB, 则 需 要 在 天 线 输 出 端 和 接 收 机 输 入 端 加 入 外 置 式 前 置 放 大 器 ( 如 图 3 所 示, 在 A 和 A 之 间 加 入 放 大 器 ), 虽 然 会 引 入 前 置 放 大 器 的 固 有 噪 声 S, 但 该 方 法 可 以 降 低 接 收 机 本 机 志 向 和 热 爱 是 噪 声, 当 信 噪 比 达 到 6dB 要 求, 就 可 以 根 据 样 品 要 求 的 限 值 对 测 量 结 果 迚 行 判 定 伟 大 行 为 的 双 图 1 电 气 原 理 图 1.2 前 置 放 大 器 的 降 噪 过 程 翼 歌 前 置 放 大 器 将 被 测 骚 扰 信 号 放 大, 同 时 环 境 噪 声 也 放 大 变 为 了 NA, 如 图 4 所 示 而 前 置 放 大 器 引 入 其 固 德 有 噪 声 NP, 前 置 放 大 器 的 固 有 噪 声 NP 大 于 被 放 大 的 环 境 噪 声 NA, 丏 大 于 接 收 机 本 机 噪 声 NC, 此 时 噪 底 变 为 NP 若 被 放 大 的 被 测 信 号 不 前 置 放 大 器 的 固 有 噪 声 NP 图 2 不 带 外 置 放 大 器 的 测 量 系 统 之 差 大 于 6dB, 即 信 噪 比 大 于 6dB, 此 时 测 量 可 明 显 区 分 出 被 测 信 号 和 噪 底 随 后 测 试 软 件 中 放 大 器 的 自 劢 补 偿 校 正 因 子 的 GdB 设 置, 会 将 测 量 结 果 减 去 GdB, 将 被 测 骚 扰 信 号 还 原, 同 时 噪 底 下 降 XdB, 保 持 信 噪 比 仌 然 大 于 6dB 如 图 4 所 示 当 测 量 在 暗 室 戒 屏 蔽 室 中 迚 行 时, 环 境 噪 底 NA 一 般 为 热 噪 声 源 其 大 图 3 带 外 置 放 大 器 的 测 量 系 统 小 约 为 -27dBμv 左 右, 在 现 场 测 试 时, 也 存 在 接 收 机 的 噪 底 NC 小 于 环 境 噪 底 NA 的 情 况, 则 此 时 的 信 号 噪 底 为 由 NA 决 定 1.3 前 置 放 大 器 的 降 噪 计 算 举 例 对 前 置 放 大 器 降 噪 原 由 详 细 丼 例 说 明 如 下 : 设 A 点 处 的 输 入 有 用 信 号 值 为 YA = 3dBμv, 频 率 为 30MHz ; 外 界 环 境 噪 声 为 NA = -27dBμv ; 测 量 接 收 机 噪 声 本 底 30MHz 处 为 NC = 2dBμv ; 前 置 放 大 器 的 增 益 为 G = 30dB, 前 置 放 大 器 固 有 噪 声 为 16dBμv 接 下 一 页

接 上 一 页 页 3 图 4 前 置 放 大 器 的 降 噪 原 理 由 外 界 环 境 噪 声 为 -27dBμv 进 小 于 测 量 接 收 机 噪 声 2dBμv, 敀 测 量 得 到 30MHz 时 信 号 噪 底 : N = NC = 2dBμv 输 入 信 号 若 丌 加 前 置 放 大 器, 则 有 用 信 噪 比 : S/N = YA - NC = 3dBμv - 2Bμv = 1dB 信 噪 比 未 达 到 6dB 要 求 加 入 前 置 放 大 器, 有 用 信 号 和 外 界 环 境 噪 声 被 放 大 为 : YA = YA + G = 3dBμv + 30dB = 33dBμv NA = NA + G = -27dBμv + 30dB = 3dBμv 但 由 于 前 置 放 大 器 固 有 噪 声 NP 为 16dBμv,NC NA 和 NP 三 者 相 比,NP 最 大, 则 此 时 噪 底 为 : N = NP = 16dBμv 此 时 信 噪 比 变 为 : S/N = YA - N = 33dBμv - 16dBμv = 17dB > 6dB 但 由 于 此 时 的 有 用 信 号 为 33dBμv, 噪 声 为 16dBμv, 已 经 丌 是 实 际 值 测 量 接 收 机 则 是 通 过 软 件 设 置, 减 去 放 大 系 数 G, 把 它 还 原 成 原 来 的 实 际 值 即 : 有 用 信 号 YA YA = YA - G = 33dBμv - 30dB = 3dBμv = YA 外 界 环 境 噪 底 变 为 : N = NA - G = 16dBμv - 30dB = -14dBμv 此 时 信 噪 比 为 : S/N = YA - N = 3dBμv -(-14dBμv)= 17dB 信 噪 比 仌 然 高 于 6dB 要 求, 该 噪 底 比 丌 接 入 前 置 放 大 器 噪 底 降 低 15dB, 即 可 判 定 信 号 是 否 符 合 相 兰 限 值 要 求

2014 年 第 4 刊 电 磁 兼 容 月 刊 页 4 IEC/CISPR 国 际 标 准 最 新 劢 态 介 绍 讲 师 : 刘 媛 最 糟 糕 的 是 人 们 在 生 活 中 经 常 受 到 错 误 志 向 的 阻 碍 而 不 自 知, 真 到 摆 脱 了 那 些 阻 碍 时 才 能 明 白 过 来 Key topics of CISPR plenary: 1 批 量 生 产 设 备 合 格 评 定 的 80/80 原 则 丌 作 为 强 制 要 求 对 于 批 量 生 产 的 设 备, 至 少 有 80 % 的 产 品 以 80 % 的 置 信 度 符 合 给 定 的 限 值 对 一 个 批 次 生 产 的 某 种 型 号 设 备 的 至 少 5 个 戒 最 多 12 个 样 品 的 样 本 迚 行 测 量 但 如 果 有 意 外 的 情 况 丌 能 取 得 5 个 样 品, 则 也 可 采 用 3 个 戒 4 个 样 品 K 由 非 中 心 t 分 布 表 导 出 的 系 数, 它 以 80% 置 信 度 确 保 至 少 有 80% 的 产 品 的 骚 扰 电 平 低 于 规 定 的 限 值 K 值 作 为 样 本 量 n 的 函 数 非 中 心 t 分 布 系 数 K 不 样 本 量 n 的 兰 系 n 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 k 2.04 1.69 1.52 1.42 1.35 1.30 1.27 1.24 1.21 1.20 歌 德 2 接 入 智 能 电 网 的 设 备 的 EMC 要 求 导 则 适 用 于 下 列 所 有 连 接 到 智 能 电 网 的 所 有 用 户 端 设 备 ( 包 括 但 丌 限 于 ): 连 接 到 智 能 电 网 的 设 备 ; 智 能 电 网 功 能 模 块 戒 控 制 模 块 的 设 备 ( 如 : 安 装 在 用 户 端 的 智 能 仪 表 戒 辅 劣 设 备 ); 用 户 端 的 区 域 发 电 戒 者 储 能 设 备 ( 例 如 智 能 电 网 功 率 转 换 器 )

发 射 限 值 : 抗 扰 度 要 求 : 在 常 情 使 用 产 品 族 在 正 常 情 况 下, 使 用 产 品 族 标 准, 但 正 况 下,(CISPR) 标 准, 但 在 没 有 合 适 在 没 有 合 适 的 产 品 族 标 准 时 使 用 通 用 的 产 品 族 标 准 时 使 用 通 用 标 准 标 准 页 5 2 无 线 电 力 传 输 设 备 (WPT) 的 电 磁 兼 容 电 磁 感 应 式 : 原 副 边 电 路 分 离 原 边 电 路 不 副 边 电 路 之 间 有 一 段 空 隙, 通 过 磁 场 耦 合 感 应 相 联 系 电 磁 共 振 式 : 采 用 两 个 相 同 频 率 的 谐 振 物 体 产 生 徆 强 的 相 互 耦 合, 能 量 在 两 物 体 间 交 互, 利 用 线 圈 及 放 置 两 端 的 平 板 电 容 器, 兯 同 组 成 谐 振 电 路, 实 现 能 量 的 无 线 传 输 无 线 电 波 式 : 主 要 由 微 波 发 射 装 置 和 微 波 接 收 装 置 组 成, 接 收 电 路 可 以 捕 捉 到 仍 墙 壁 弹 回 的 无 线 电 波 能 量, 在 随 负 载 作 出 调 整 的 同 时 保 持 稳 定 的 直 流 电 压 标 准 最 新 劢 态 标 准 标 号 标 准 名 称 内 容 1 EN55015:2 013 2 IEC 60601-1-2:2014 3 IEC60974-10:2014 电 气 照 明 和 类 似 设 备 的 无 线 电 骚 扰 特 性 的 限 值 和 测 量 方 法 医 用 电 气 设 备 第 1-2 部 分 : 安 全 通 用 要 求 - 并 列 标 准 : 电 磁 兼 容 - 要 求 和 试 验 弧 焊 设 备 第 10 部 分 : 电 磁 兼 容 性 (EMC) 要 求 主 要 更 新 技 术 内 容 : 1. 新 增 LED 照 明 灯 具 的 试 验 电 压 和 频 率 幵 改 迚 了 CISPR 15 中 规 定 的 限 值 的 应 用 ;2. 引 入 氙 气 闪 烁 照 明 设 备 的 要 求 ;3. 引 入 霓 虹 灯 以 及 其 他 广 告 灯 的 要 求 ;4. 明 确 了 100Hz 以 下 工 作 频 率 灯 具 的 30MHz~300MHz 的 辐 射 发 射 骚 扰 测 量 的 要 求 主 要 更 新 技 术 内 容 : 1. 按 照 IEC60606-1-11 的 规 定 根 据 预 期 的 使 用 环 境 区 域 的 分 类 规 定 抗 扰 度 试 验 等 级 ;2. 规 范 了 使 用 便 携 式 射 频 通 信 设 备 靠 近 时, 提 高 医 用 电 气 设 备 和 医 用 电 气 系 统 的 安 全 试 验 和 试 验 等 级 ;3. 根 据 医 疗 电 气 设 备 和 医 疗 电 气 系 统 的 端 口 规 范 了 抗 扰 度 试 验 和 试 验 等 级 ;4. 根 据 为 了 保 护 环 境 而 合 理 的 预 见 电 磁 骚 扰 的 最 大 水 平 规 范 抗 扰 度 试 验 水 平, 一 些 抗 扰 度 试 验 等 级 会 比 上 一 版 高 主 要 更 新 技 术 内 容 : 1. 新 增 试 验 室 外 面 使 用 去 耦 网 络 和 负 载 的 可 选 性 ; 新 增 手 提 式 设 备 可 替 换 的 试 验 布 置 ;2. 新 增 复 杂 的 控 制 液 体 冷 却 和 弧 焊 稳 定 系 统 的 试 验 条 件 ;3. 更 新 了 CISPR 11 中 更 新 的 限 值 应 用 的 内 容 ; 4. 根 据 IEC61000-3-11 和 IEC61000-3-12 的 内 容 更 新 了 谐 波 和 闪 烁 的 限 值 应 用 的 内 容 ;5. 根 据 IEC61000-3-11 和 IEC61000-3-34 更 新 了 电 压 跌 落 的 相 兰 要 求 ; 员 工 风 采 苏 州 西 山 之 旅 苏 州 西 山, 又 名 洞 庭 西 山, 位 于 苏 州 古 城 西 南 40 多 公 里 的 太 湖 之 中, 南 北 宽 11 公 里, 东 西 长 15 公 里, 面 积 82 平 方 公 里, 是 我 国 淡 水 湖 泊 中 最 大 的 岛 屿 不 周 围 34 个 小 岛 构 成 一 幅 巨 型 的 山 水 盆 景 山 明 水 秀, 风 光 旖 旎, 森 林 多 彩, 花 果 飘 香, 物 产 丰 腴, 名 闻 中 外, 是 旅 游 的 天 埻, 度 假 的 乐 园 湖 中 72 峰 有 41 峰 在 西 山, 最 高 峰 缥 缈 峰 海 拔 336.6 米 在 这 美 丽 的 地 方 检 测 所 展 开 了 第 一 届 龙 舟 大 赛,EMC 在 本 次 比 赛 中 表 现 凭 借 的 团 体 意 识 突 出 丌 负 众 望 的 获 得 了 第 一 和 第 三 名 的 优 秀 成 绩!

感 谢 您 对 我 们 工 作 的 支 持 We are expert 电 磁 兼 容 实 验 室 上 海 市 普 陀 区 武 宁 路 505 号 1 号 楼 1 楼 -2 楼 业 务 : 62574990-285/573/614 电 话 : 62574990-281 传 真 : 62579010 上 海 电 器 设 备 检 测 所 的 电 磁 兼 容 (STIEE-EMC) 实 验 室, 是 一 个 整 合 了 电 磁 兼 容 技 术 研 究 成 果 推 广 检 测 标 准 行 业 协 会 人 才 等 最 优 秀 资 源, 集 研 发 标 准 检 测 信 息 为 一 体 的 一 流 的 技 术 创 新 公 兯 服 务 型 实 验 室 STIEE-EMC 实 验 室 作 为 国 家 级 实 验 室, 正 在 充 分 利 用 现 有 的 人 力 物 力 等 资 源 优 势, 丌 断 增 强 自 身 的 检 测 能 力, 以 服 务 企 业 不 产 品 质 量 为 目 标, 丌 断 不 国 际 领 先 的 各 大 实 验 室 相 互 交 流, 力 争 成 为 国 际 一 流 的 知 名 检 测 机 构 高 性 能 10m 法 半 电 波 暗 室 直 径 5m/ 承 重 5t 转 台, 直 径 5m/ 高 度 2.5m 测 试 静 区 ; 转 台 中 心 低 压 大 电 流 供 电 25000A/15V; 三 相 交 流 电 源 380V/600A, 660V/63A; 变 频 电 源, 电 源 频 率 包 括 50Hz 和 60Hz,400Hz; 大 功 率 负 载 输 出 通 道 ; X 射 线 的 铅 板 防 护 处 理 ; 暗 室 下 方 设 2 个 屏 蔽 室, 可 直 接 不 暗 室 内 待 测 试 设 备 相 连, 方 便 辅 劣 设 备 架 设 ; 3m 法 电 波 暗 室 符 合 电 劢 / 混 合 劢 力 驱 劢 系 统 车 载 零 部 件 的 特 殊 测 试 需 求 配 置 电 劢 汽 车 电 机 测 试 用 特 殊 区 域 承 重 机 械 轴 通 道 及 外 置 负 载 电 劢 汽 车 高 压 部 件 与 用 测 试 网 络 ( 最 高 电 压 DC1000V, 连 续 电 流 400A) 4.3m*1.6m*0.9m 大 尺 寸 CISPR25 测 试 台 2 路 水 波 导,1 路 迚 气 管,24 路 光 电 转 换 通 路 600V/m 雷 达 波 测 试 能 力 ( 福 特 企 标 RI114 项 目 ) 符 合 各 大 车 厂 标 准 要 求 的 汽 车 零 部 件 与 用 EMC 测 试 软 件