用于直流-直流电源预一致性传导发射测试的自制 LISN

执行电源预一致性测量需要使用线路阻抗稳定网络 (LISN) 以获得可与限值进行对比的测量结果。尽管 LISN 是所有预一致性测量实验室的标配,但早期的研发测试一般没有可用的 LISN。如果您不要求非常精确的测量结果,只需使用简单工具进行调试,则可以自行构建 LISN。罗德与施瓦茨示波器具有强大的 FFT 分析功能,适合在开发过程中优化 EMI 滤波器或调试无用发射。

R&S®RTO2064 示波器和直流 LISN
R&S®RTO2064 示波器和直流 LISN

您的任务

如果在设计过程中过晚地执行传导发射测量,通常会需要重新设计部分产品。在开发周期的早期阶段执行传导发射测试,可以大幅降低重新设计的风险。调试传导发射,需要使用极为灵活且灵敏的仪器来测量频谱。

此任务还需要借助 LISN 将被测设备 (DUT) 从外部电源中解耦出来,并针对 DUT 输入端提供规定的阻抗。这能为用户提供可重复的测量结果。不同供应商提供各种用于一致性测试的专用直流 LISN。但是,传导发射调试不需要使用高性能 LISN。自制 LISN 即可用于调试传导发射。

罗德与施瓦茨和 Würth eiSos 携手攻克相关应用任务。
罗德与施瓦茨和 Würth eiSos 携手攻克相关应用任务。

罗德与施瓦茨解决方案

罗德与施瓦茨示波器是用于功率电子设计的理想仪器,为设计人员提供所需的灵敏度和灵活性。罗德与施瓦茨示波器提供强大易用的 FFT 分析功能,能够测量频率分量的幅度。用户可以同时查看时域信号,从而将无用频谱发射与时域事件相关联。

示波器与自制直流 LISN 相结合,组成功能强大的测量装置,能够在功率电子设计过程中执行早期传导发射测试,无需使用其他昂贵的设备。这尤其有益于研发实验室中无可用 EMI 接收机等专用设备的情况。Würth 提供的自制直流 LISN 是一款非常灵活的双直流 LISN 解决方案,适用于正负电源线。

主要理念在于设计统一装置以支持预一致性测量。示波器是一款专用预一致性测量工具,与自制 LISN 组成低成本的简单装置,能够在设计阶段的一开始以优异性能分析 EMI 问题。

包含自制直流 LISN 的预一致性测量装置
包含自制直流 LISN 的预一致性测量装置
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设备设置

LISN 必须同时连接被测设备和外部电源,以便测量电源的传导发射。LISN 同轴输出必须通过输入阻抗为 50 Ω 且在示波器上激活的同轴电缆连接至示波器,以确保正确匹配。示波器必须执行以下操作以测量频谱:

  • 激活 FFT,配置最大频率、最小频率和分辨率带宽
  • 调整时域窗口的垂直灵敏度,防止被测设备接通电源时输入通道过载
  • 断开被测设备的电源,以便进行参考测量。这可以揭示装置中不是源自 DUT 的噪声基底
  • 再次接通电源,然后进行测量。根据已知的传导发射限值验证两端电源导线上的 DUT。说明任何增加的 LISN 衰减

案例研究——自制直流 LISN 性能

以下两张屏幕截图显示了分别使用符合标准的现成 LISN 和 Würth Elektronik eiSos GmbH & Co. KG 设计的自制 LISN 与 R&S®RTO2064 示波器联合执行的传导发射测量。

通道 1 和通道 2 显示 LISN 正极端子和负极端子上测量的时域信号。LISN 使这些信号衰减 10 dB,与发射限值进行对比时必须考虑此衰减。数学运算通道 M3 和 M4 显示 DUT 输入端子的频谱(以 dBμV 为单位)。直流-直流开关电源输入端产生的噪声频谱清晰可见。

使用 Würth LISN 的传导发射测量显示,整个频谱范围内输入线的最大保持频谱与使用现成 LISN 的测量结果非常接近。

摘要

罗德与施瓦茨示波器具有快速有效的 FFT 功能,与 Würth 的自制直流 LISN 结合组成低成本解决方案,非常适用于 EMI 调试和功率电子设计。这可以为早期的 EMI 评估节省时间和资金。一致性测试不需要使用专用直流 LISN。这样能够提高产品符合 EMI 标准的可能,避免在测试失败后对产品进行根本性的重新设计。

另见:
www.rohde-schwarz.com/oscilloscopes

使用现成直流 LISN 的 EMI 频谱
使用现成直流 LISN 的 EMI 频谱
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使用自制 LISN(Würth 设计)的 EMI 频谱
使用自制 LISN(Würth 设计)的 EMI 频谱
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附加文件

设计文件

注册后下载包含原理图、装配、布局和物料清单详细信息的 ZIP 文件。

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