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审查MIL-STD-461 CS116阻尼正弦瞬变,电缆和功率引线

介绍
      在本文中,我将深入研究CS116测试的演变,背景,目的以及今天如何进行测试。测试标题是“传导易感性,阻尼正弦瞬变,电缆和功率引线”。MIL-STD-461赋予各种应用适用性,并说明目的是验证EUT能够承受耦合到EUT相关电缆和电源线上的阻尼正弦瞬变(图1)。

演变
      回顾过去,我们发现1986年8月4日通过MIL-STD-462 Notice 5版本引入了对此风险的测试,增加了测试方法CS10(引脚注入)和CS11(电容或电感间接)。不久之后(1987年10月15日)MIL-STD-462通知6,补充增加CS12(电流脉冲注入方法)和CS13(单线耦合脉冲)。

      回想一下,当时MIL-STD-461确立了适用性和限制,MIL-STD-462提供了测试方法(如何完成),因此两个文件一起发展。这些早期文档非常实用,没有解释测试背后的原因(“为什么”背景故事),所以我们只是按照规定进行了测试。

      MIL-STD-461/462测试标准的主要变化正在进行中,仅短短六年后发布了MIL-STD-461和MIL-STD-462的修订版“D”。处理最新的更改通知(CS10,CS11,CS12,CS13)并不是修订版“D”的唯一更新,但这四种测试方法成为CS116,其中包含了替换四个先前测试的方法。从修订版“D”发布开始,该标准包括附录,其中使用了一些理论和经验教训,这些都是解释测试的巨大帮助。关于CS116的这一部分提供了产生干扰源的信息和识别。

      我想在这里花点时间讨论一些与CS116相关的问题,这些问题在测试期间有些遗漏,可能会影响测试标准化。这里包括已经改变的点,因为我们已经向前推进了对当前“G”的修订,其中包括一些CS116的更改。

总结一下:
a、修订版D:
      在各个电源线上完成测试(不需要在电源返回时进行测试)。准则指出,除非采购机构另有规定,否则拆除电缆屏蔽不是为了接入单个电源线 - 因此验证适用性。

b、在0.01,0.1,1,10,30,100 MHz和谐振频率下进行测试。

C、第一波形周期可以是正向或负向。

d、将监视器探头放在离连接器后壳5厘米处,除非连接器和后壳超过5厘米,然后尽可能靠近。

即 校准和谐振表征后,缓慢增加以测试电流或校准极限并监控EUT性能。在EUT上电和断电的情况下,在所有频率下进行测试。

修订版E(更改)
1.至少应遵守0.01,0.1,1,10,30,100 MHz的符合性。(这种变化意味着消除了环路特性以及产生最坏情况最大电流或最大电压的相关谐振测试。如果已知其他频率是关键的,则可以将这些频率添加到测试中。消除其他频率的基础频率是测试没有发现在六个固定测试频率之一中也未发现的敏感性。

2.虽然修订版中没有说明,但我们还需要考虑共振频率测试很难与安装相匹配。由于布局的寄生效应,电缆布置显着影响谐振点。这意味着实验室中的共振测试可能不会支持与安装类似的效果,除非可以复制安装布置。

修订版F(更改)
1.将校准的测试信号依次应用于EUT的每根电缆或电源线。如有必要,减少信号以产生所需的电流。这开始从“缓慢增加”变为“最大应用”。但这可能导致过度测试损坏。如果您认为阻抗可能很低,则可以使用逐渐增加的阻抗。我认为任何电路都可能具有低特性阻抗,直到证明不是这样。

2.断电测试模式已被淘汰。
修订版G(更改) - 对影响此讨论的方式不重要。

      我们已经确定了这种测试方法的背景和演变。在对此进行标准审查期间,我注意到在定义测试目的时有时会包含“耐受”。在标准的其他地方,使用了易感性。在许多情况下,易感性与瞬态事件有关,如果实现恢复正常操作,允许某些指示或中断可能是可接受的 - “耐受”允许。在您的情况下,根据与采购代理商的协议,可以允许“承受”为可接受的。

程序
从一开始,整个程序就如所讨论的那样发展(许多细节未在上面列出)。所以,让我们回顾一下当前的过程 - 毕竟这个讨论是关于测试的。

CS116的校准有多个方面,包括与波形参数相关的所有细节以及建立驱动电平以通过校准夹具产生测试电流的附加目标。

      校准配置(图1)支持以最佳方式生成波形,以证明符合标准。一旦运行,将发电机输出调整为示波器上测量的测试电流(不要忘记各种校正和转换因子)。将发电机输出幅度记录为测试期间应用的最大驱动器。建立波形幅度后,验证其他波形参数(频率和阻尼因子)。如果波形不符合规格,请采取纠正措施并重新进行校准。对每个测试频率重复校准过程。
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图1:CS116校准配置
部分校准是评估“Q”或阻尼因子。MIL-STD-461的Q值为15±5,由图2中的公式计算得出.50%周期的峰值电流不是50%或峰值电流 - 它是最接近50%电流的周期的峰值电流点。在图中,N = 5。
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图2:通用阻尼正弦波
请注意此测试所涉及的功率和频率,例如,同轴负载可以看到5 kW的峰值功率,因此请选择具有足够额定值的组件。10 W连续功率终端器通常可以支持峰值5 kW,但检查。如有必要,请务必保护示波器的输入。
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图3:CS116测试配置
      现在测试部分已完成校准。将被测设备(EUT)(图3)配置为运行模式,使用与校准相同的CS116测试设备和其他项目进行测试。找到5厘米间距的探头。如果EUT连接器/后壳为5 cm,请将显示器探头靠近。

一旦EUT正常工作,增加瞬态发生器振幅,直到测试电流流动但不超过该测试频率的校准驱动电平。

      一旦达到电流,允许瞬态以1-2秒的重复率施加五分钟。请注意,测试期间的波形可能不会显示校准波的衰减特性,因为电缆参数会使信号失真。一旦完成所有测试频率和电缆的测试,测试阶段就完成了。请记住捕获波形记录和所施加电流的测量值。

摘要

与所有MIL-STD-461测试一样,规划是必不可少的元素,规划包括定义完成测试所需的硬件。确保您了解报告要求,以便在测试期间捕获必要的信息。

我发现使用电子表格进行数据缩减非常方便。即使对于校准,预先计算目标也会加快过程速度,并在验证完工作表后最大限度地减少数学错误。电子表格的副本是CS116网络研讨会培训的学生资料的一部分。

希望我已经增加了一些关于CS116的知识,其中来自各种源的瞬态可以激发电路并且演示正弦波振铃作为电路必须耗散的感应能量。

有关本次审查的问题或与EMC,电气安全或环境测试或合规性设计相关的任何其他主题,请与我联系。

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