一種適用于現場電磁兼容檢測的電源線傳導干擾信號檢測電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適用于現場電磁兼容檢測的電源線傳導干擾信號檢測電路，其包括有電源插頭、二階無源高通濾波器、衰減器和模數轉換電路。二階無源高通濾波器和衰減器能夠濾除電源基波信號，該電源基波信號是一個射頻范圍內穩(wěn)定的50Ω輸入阻抗。利用本發(fā)明設計的檢測電路在進行現場電磁兼容檢測時，只需將其連接在與EUT連接的同一電源插座上，毋需破壞EUT所在系統(tǒng)原有的連接形式，省略了實驗室環(huán)境下應用的LISN、衰減器、測量接收機等。
【專利說明】一種適用于現場電磁兼容檢測的電源線傳導干擾信號檢測電路
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種干擾信號檢測電路，更特別地說，是指一種適用于現場電磁兼容檢測的電源線傳導干擾信號檢測電路。
【背景技術】
[0002]電子設備能夠通過輻射和傳導兩種形式對外產生干擾信號，由于同一個系統(tǒng)中的電子設備通常是通過電網連接在一起，如果其中一個電子設備通過電源線對外產生傳導干擾信號，那么該系統(tǒng)中的其他用電設備就有可能受到影響，從而造成性能下降或是功能失效。因此，在某一國家軍用標準中對電源線的傳導干擾檢測提出了要求。目前傳統(tǒng)的檢測方法是通過人工電源網絡(LISN)在電源的測量點兩端要提供一個射頻范圍內的規(guī)定阻抗，并將被測試設備(EUT)與電源線上的環(huán)境噪聲隔離開。參見圖1所示，在CE102 — 2測量系統(tǒng)中，LISN分別與EUT和衰減器連接，衰減器與測量接收機連接，測量接收機與數據記錄裝置連接；電源輸入與220V50HZ的電源插座連接。數據記錄裝置用于顯示干擾信號。國家軍用標準引用的是，中華人民共和國國家軍用標準，GJB152A - 1997《軍用設備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度測量》，第16 - 19頁的相關內容。
[0003]因為這種傳統(tǒng)的檢測方法是基于實驗室環(huán)境的測試，必須使用專用的測試設備，如人工電源網絡、衰減器、測量接收機、數據記錄裝置等，而這些實驗室環(huán)境下專用的測試設備造價高昂，且不便于進行現場電磁兼容的檢測。

【發(fā)明內容】

[0004]為了實現現場電磁兼容檢測，本發(fā)明提供了 一種適用于現場電磁兼容檢測的電源線傳導干擾信號檢測電路。該電源線傳導干擾信號檢測電路在進行現場電磁兼容檢測時，只需將本發(fā)明設計的電源線傳導干擾信號檢測電路連接在與EUT連接在同一電源插座上，省略了實驗室環(huán)境下應用的人工電源網絡(LISN)、衰減器、測量接收機。
[0005]本發(fā)明設計了 一種適用于現場電磁兼容檢測的電源線傳導干擾信號檢測電路，該電源線傳導干擾信號檢測電路包括電源插頭、二階無源高通濾波器、IOdB衰減器和模數轉換電路；
[0006]電源插頭插接在與EUT插接的同一電源插座上；用于獲取EUT產生的電源線傳導信號;
[0007]二階無源高通濾波器用于濾除EUT的電源線上的電源基波信號，實現抑制電源基波信號并讓高頻傳導信號通過；
[0008]IOdB衰減器用于提供一個射頻范圍內穩(wěn)定的50 Ω輸入阻抗；
[0009]模數轉換電路用于將EUT的電源線上通過所述二階無源高通濾波器和所述IOdB衰減器后的傳導干擾信號轉換成數字信號。
[0010]本發(fā)明設計的電源線傳導干擾信號檢測電路在進行現場電磁兼容檢測時，毋需破壞EUT所在系統(tǒng)原有的連接形式。
[0011]本發(fā)明設計的電源線傳導干擾信號檢測電路中的二階無源高通濾波器和IOdB衰減器能夠濾除電源基波信號，該電源基波信號是一個射頻范圍內穩(wěn)定的50Ω輸入阻抗。
[0012]本發(fā)明設計的電源線傳導干擾信號檢測電路，將二階無源高通濾波器、IOdB衰減器和模數轉換電路集成在一起，易于檢測電路整體體積較小，更加方便現場測試環(huán)境下的使用。利于小型化、大規(guī)模批量生產，制造成本低廉。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是CE102 — 2測量配置圖。
[0014]圖2為本發(fā)明適用于現場電磁兼容檢測的電源線傳導干擾信號檢測電路的結構圖。
[0015]圖3為應用本發(fā)明電源線傳導干擾信號檢測電路進行現場電磁兼容檢測的配置圖。
[0016]圖3A為帶有絕緣外罩的本發(fā)明電源線傳導干擾信號檢測電路的外部示意圖。
[0017]圖4為本發(fā)明適用于現場電磁兼容檢測的電源線傳導干擾信號檢測電路的電路原理圖。
[0018]圖5為本發(fā)明適用于現場電磁兼容檢測的電源線傳導干擾信號檢測電路的另一電路原理圖。
【具體實施方式】
[0019]下面將結合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明。
[0020]參考圖2所示，本發(fā)明設計的是一種適用于現場電磁兼容檢測的電源線傳導干擾信號檢測電路，該電源線傳導干擾信號檢測電路包括電源插頭、二階無源高通濾波器、IOdB衰減器和模數轉換電路。
[0021]電源插頭插入220V50HZ的電源插座上，電源的正極、負極與二階無源高通濾波器連接。
[0022]參見圖3A所示，為了使用方便和安全，將本發(fā)明設計的電源線傳導干擾信號檢測電路封裝在一個絕緣外罩內，電源插頭設置在絕緣外罩的一面板上，且二階無源高通濾波器的正端子與負端子與電源插頭連接?；蛘咄ㄟ^電源線的一端連接一電源插頭，電源線的另一端與二階無源高通濾波器的正端子與負端子連接。
[0023]結合圖2與圖3所示，應用本發(fā)明設計的電源線傳導干擾信號檢測電路進行現場電磁兼容檢測時，被測試設備(EUT)通過連接在電源線一端的電源插頭插入電源插座上，本發(fā)明設計的電源線傳導干擾信號檢測電路也可以通過連接在電源線一端的電源插頭插入電源插座上。
[0024]結合圖2與圖3、圖3A所示，應用本發(fā)明設計的電源線傳導干擾信號檢測電路進行現場電磁兼容檢測時，被測試設備(EUT)通過連接在電源線一端的電源插頭插入電源插座上，本發(fā)明設計的電源線傳導干擾信號檢測電路通過電源插頭直接插入電源插座上。
[0025]電源插頭
[0026]電源插頭用于將本發(fā)明設計的電源線傳導干擾信號檢測電路與電源插座連接。通過電源插頭獲取被測試設備(EUT)產生的電源線傳導信號。
[0027]二階無源高通濾波器
[0028]二階無源高通濾波器用于濾除被測試設備(EUT)的電源線上的電源基波信號，實現抑制電源基波信號并讓高頻傳導信號通過。二階無源高通濾波器采用分立元件實現。
[0029]參見圖4所示，二階無源高通濾波器由電容Cl和電容C2組成，電容Cl和電容C2呈并聯(lián)結構，電容Cl的一端與電源插頭的正極相連，電容Cl的另一端與電阻Rl的一端相連；電容C2的一端與電源插頭的負極相連，電容C2的另一端與電阻R3相連，且電容C2的另一端也接地。為了滿足我國電網工頻50Hz的要求，電容Cl和電容C2電容值設置為0.1 μ F。
[0030]參見圖5所示，二階無源高通濾波器由電容Cl和電感LI組成，電容Cl的一端與電源插頭的正極相連，電容Cl的另一端與電阻Rl的一端相連，電容Cl的另一端與電阻R2的一端相連；電感LI 一端與電源插頭的正極相連，電感LI另一端與電源插頭的負極相連，且電感LI另一端也接地。為了滿足我國電網工頻50Hz的要求，電容Cl的電容值設置為
0.1 μ F，電感LI的電感值設置為10mH。
[0031]衰減器
[0032]衰減器用于提供一個射頻范圍內穩(wěn)定的50 Ω輸入阻抗。衰減器采用分立元件實現。
[0033]參見圖4所示，衰減器為T型結構的一種電路形式。衰減器由電阻R1、電阻R2和電阻R3構成；電阻Rl和電阻R3并聯(lián)，然后與電阻Rl串聯(lián)；所述電阻Rl和電阻R3的電阻值為50 Ω，所述電阻R2的電阻值為17 Ω。
[0034]電阻Rl的一端與電容Cl的另一端相連，電阻Rl的另一端與電阻R2的一端相連；
[0035]電阻R2的一端與電阻Rl的另一端相連，電阻R2的另一端與電子開關的I腳相連；
[0036]電阻R3的一端與電阻Rl的另一端相連，電阻R3的另一端與電容C2的另一端相連，且電阻R3的另一端也接地。
[0037]參見圖5所示，衰減器為π型結構的一種電路形式。衰減器由電阻R1、電阻R2和電阻R3構成；電阻Rl和電阻R2串聯(lián)，然后與電阻R3并聯(lián)；所述電阻R2和電阻R3的電阻值為100 Ω，所述電阻Rl的電阻值為70 Ω。
[0038]電阻Rl的一端與電容Cl的另一端相連，電阻Rl的一端與電阻R2的一端相連，電阻Rl的另一端與電阻R3的一端相連，電阻Rl的另一端與電子開關的I腳相連；
[0039]電阻R2的一端與電容Cl的另一端相連，電阻R2的另一端接地；
[0040]電阻R3的一端與電阻Rl的另一端相連，電阻R3的另一端接地。
[0041]模數轉換電路
[0042]模數轉換電路用于將被測試設備(EUT)的電源線上通過所述二階無源高通濾波器和所述IOdB衰減器后的傳導干擾信號轉換成數字信號。模數轉換電路為逼近式結構。
[0043]參見圖4所示，模數轉換電路由電子開關(⑶4052芯片)、積分器(LM339芯片)、比較器(LM339芯片)、邏輯控制和計數器模塊(MSP430F4270芯片)組成。
[0044]電子開關的I腳與電阻R2的一端連接；
[0045]電子開關的9腳與邏輯控制和計數器模塊的Pl.1腳連接；
[0046]電子開關的10腳與邏輯控制和計數器模塊的Pl.0腳連接；[0047]電子開關的13腳與電阻R4的一端連接。
[0048]積分器的5腳與電阻R2的另一端連接；
[0049]積分器的5腳與2腳之間連接有電容C3 ；
[0050]積分器的4腳接地；
[0051]積分器的2腳與比較器的5腳連接。
[0052]比較器的5腳與積分器的2腳連接；
[0053]比較器的4腳接地；
[0054]比較器的2腳與邏輯控制和計數器模塊的Pl.7腳連接。
[0055]邏輯控制和計數器模塊的Pl.0腳與電子開關的9腳連接；
[0056]邏輯控制和計數器模塊的Pl.1腳與電子開關的10腳連接；
[0057]邏輯控制和計數器模塊的Pl.7腳與比較器的2腳連接；
[0058]邏輯控制和計數器模塊的P6.0腳與USB接口的3腳連接；
[0059]邏輯控制和計數器模塊的P6.1腳與USB接口的2腳連接；
[0060]邏輯控制和計數器模塊的4腳為時鐘信號端，在邏輯控制和計數器模塊的芯片進行計數時鐘設置。
[0061]USB接口的4腳接地，I腳接+ 5V電源。
[0062]在本發(fā)明中，通過邏輯控制電路實現以下轉換過程:先將電子開關接通，待轉換的模擬電壓Vi (即IOdB衰減器輸出的傳導干擾信號，端口 I)輸入到積分器；積分器從零開始進行固定時間T的正向積分；時間T到達后，電子開關再接通一5V的基準電壓；將一 5V的基準電壓輸入到積分器，進行反向積分，直到輸出為OV電壓時停止積分。計數器在反向積分時開始計數，所計的數值就是輸入模擬電壓Vi所對應的數字量。
【權利要求】
1.一種適用于現場電磁兼容檢測的電源線傳導干擾信號檢測電路，其特征在于:該電源線傳導干擾信號檢測電路包括電源插頭、二階無源高通濾波器、IOdB衰減器和模數轉換電路； 電源插頭插接在與EUT插接的同一電源插座上；用于獲取EUT產生的電源線傳導信號; 二階無源高通濾波器用于濾除EUT的電源線上的電源基波信號，實現抑制電源基波信號并讓高頻傳導信號通過； IOdB衰減器用于提供一個射頻范圍內穩(wěn)定的50 Ω輸入阻抗； 模數轉換電路用于將EUT的電源線上通過所述二階無源高通濾波器和所述IOdB衰減器后的傳導干擾信號轉換成數字信號。
2.根據權利要求1所述的適用于現場電磁兼容檢測的電源線傳導干擾信號檢測電路，其特征在于:所述二階無源高通濾波器由電容Cl和電容C2組成，電容Cl和電容C2呈并聯(lián)結構，電容Cl的一端與電源插頭的正極相連，電容Cl的另一端與電阻Rl的一端相連；電容C2的一端與電源插頭的負極相連，電容C2的另一端與電阻R3相連,且電容C2的另一端也接地。
3.根據權利要求1所述的適用于現場電磁兼容檢測的電源線傳導干擾信號檢測電路，其特征在于:所述二階無源高通濾波器由電容Cl和電感LI組成，電容Cl的一端與電源插頭的正極相連，電容Cl的另一端與電阻Rl的一端相連，電容Cl的另一端與電阻R2的一端相連；電感LI 一端與電源插頭的正極相連，電感LI另一端與電源插頭的負極相連，且電感LI另一端也接地。
4.根據權利要求1所述的適用于現場電磁兼容檢測的電源線傳導干擾信號檢測電路，其特征在于:所述衰減器由電阻R1、電阻R2和電阻R3構成；電阻Rl和電阻R3并聯(lián)，然后與電阻Rl串聯(lián)；所述電阻Rl和電阻R3的電阻值為50 Ω，所述電阻R2的電阻值為17 Ω。
5.根據權利要求1所述的適用于現場電磁兼容檢測的電源線傳導干擾信號檢測電路，其特征在于:所述衰減器由電阻Rl、電阻R2和電阻R3構成；電阻Rl和電阻R2串聯(lián)，然后與電阻R3并聯(lián)；所述電阻R2和電阻R3的電阻值為100 Ω，所述電阻Rl的電阻值為70 Ω。
6.根據權利要求1所述的適用于現場電磁兼容檢測的電源線傳導干擾信號檢測電路，其特征在于:模數轉換電路由型號CD4052芯片的電子開關、型號LM339芯片的積分器、型號LM339芯片的比較器、型號MSP430F4270芯片的邏輯控制和計數器模塊組成； 電子開關的I腳與電阻R2的一端連接； 電子開關的9腳與邏輯控制和計數器模塊的Pl.1腳連接； 電子開關的10腳與邏輯控制和計數器模塊的Pl.0腳連接； 電子開關的13腳與電阻R4的一端連接。 積分器的5腳與電阻R2的另一端連接； 積分器的5腳與2腳之間連接有電容C3 ； 積分器的4腳接地； 積分器的2腳與比較器的5腳連接。 比較器的5腳與積 分器的2腳連接； 比較器的4腳接地；比較器的2腳與邏輯控制和計數器模塊的Pl.7腳連接。 邏輯控制和計數器模塊的Pl.0腳與電子開關的9腳連接； 邏輯控制和計數器模塊的Pl.1腳與電子開關的10腳連接； 邏輯控制和計數器模塊的Pl.7腳與比較器的2腳連接； 邏輯控制和計數器模塊的P6.0腳與USB接口的3腳連接； 邏輯控制和計數器模塊的P6.1腳與USB接口的2腳連接； 邏輯控制和計數器模塊的4腳為時鐘信號端，在邏輯控制和計數器模塊的芯片進行計數時鐘設置。 USB接口的4腳接地，I腳接+ 5V電源。
7.根據權利要求1所述的適用于現場電磁兼容檢測的電源線傳導干擾信號檢測電路，其特征在于:所述的電源線傳導干擾信號檢測電路封裝在一個絕緣外罩內，電源插頭設置在絕緣外罩的一面板上。`
【文檔編號】G01R29/08GK103823124SQ201410090924
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月12日 優(yōu)先權日:2014年3月12日
【發(fā)明者】李圓圓, 謝樹果, 郝旭春, 王超 申請人:北京航空航天大學