测传导性电磁干扰之共模和差模杂讯分析VIP免费

時域量測傳導性電磁干擾之共模和差模雜訊分離TimeDomainMeasurementSystemforCMandDMSeparationofConductedEmission李永勳輔仁大學電子工程學系242台北縣新莊市中正路510號Tel:(02)29053791Fax:(02)29042638E-mail:lee@ee.fju.edu.tw梁宇麟輔仁大學電子工程學系106台北市廣州街35號Tel:(02)23020304Fax:(02)23818799E-mail:to_kelvin@anet.net.tw摘要本論文主要探討使用數位示波器搭配電腦輔助運算(傅利葉轉換)之時域測量技術，藉以驗證傳導性電磁干擾。利用示波器多通道輸入的特性及LabVIEW圖控軟體的信號處理模組，藉由GPIB傳輸介面將火線(Live)與中性線(Neutral)雜訊波形擷取至電腦後進行運算。時域測量技術用於電磁干擾測量時，數位示波器能模擬頻譜的各種測量模式，如峰值檢測模式、平均值檢測模式。此外並能同時的分離共模、差模雜訊解決相位不一致的問題。由於時域技術允許對整個信號譜內的幅度和相位資訊進行平行處理，故可大幅縮短測量時間。擷取出的信號利用LabVIEW圖控軟體於電腦端呈現，可輕易地對其作後端處理例如規範選擇、程式判斷、遠端監控。最後並以實際驗證結果比較時域與頻域量測之差異。關鍵詞：時域量測、傳導性電干擾、共模及差模雜訊分離、傅利葉轉換。AbstractThisarticlediscussesadigitaloscilloscopetomatchthetime-domainmeasurementcomputer-aidedtechniqueandDiscreteFourierTransform(DFT)tomeasuretheconductedEMIandseparatethecommon-mode(CM)anddifferential-mode(DM)noises.Takingadvantageoftheoscilloscopemulti-channelandthecomputer,itwilldealwiththeliveandneutrallinessynchronization.ItcanmitigatethephasecoherentproblemtoseparatetheCMandDMEMInoiseatthesametimewithoutanyhardwareimplementation.Duetothetime-domainmeasuredmethodallowsthenoiseamplitudeandphaseinparallelprocessingforwholespectrumrangetoreducethemeasuredtime,thecomputerizedtime-domainmeasurementenvironmentbasesontheLabVIEWtestandmeasurementsystem.Theseparationresultsarecomparedwiththefrequency-domainmeasurements.Theproposedtime-domainmeasuredsystemcanprovideauserfriendlyandconvincibleapproachforfastEMImeasurementandcountermeasures.Keywords:Time-domainmeasurement,ConductedEMI,CMandDMseparation,DFT1.簡介由於各國對於規範電磁干擾的法令不同，所規定之限制也有所差別，但其主要區分為輻射型及傳導型電磁干擾兩個部分。製造商在送至電磁測試實驗室認證前為避免不必要之浪費，大多會使用先期認證系統對產品做第一階段的確認。為節省量測儀器所需成本與花費時間，本文針對傳導性電磁干擾的部分提出示波器時域量測系統，其架構在LabVIEW程式平台於時域分離共模、差模雜訊。藉由電腦輔助運算為示波器增加額外的功能，將有效的降低傳導性電磁干擾的量測時間與成本。傳導型電磁干擾指的是產品經由電源線傳導出去的雜訊。一般而言為了降低傳導型電磁干擾的產生，研發人員常採用雜訊分離技術，將雜訊分離為共模及差模雜訊，再分別設計電磁干擾濾波器，以抑止切換式電源供應器傳導性干擾。其量測之頻寬依各國法規而有所不同，舉CISPR規範為例其量測範圍為150KHz-30MHz。而測試所需設備傳統上常使用頻譜分析儀或EMI接收器，其儀器工作原理主要採取頻率掃描的方式進行量測。量測環境部分，因切換式電源供應器的體積不大，常採用桌上型擺設測試，在測試場地的水平地面及垂直牆面上，須鋪上接地金屬板，提供屏蔽效果以降低電磁干擾。並於水平金屬板上放置一高80cm的非導電材質桌子，待測物距離垂直金屬板40cm，電源經由LISN供給待測物。藉由LISN將待測物操作所產生的傳導雜訊傳至頻譜分析儀測量。近年來隨者數位示波器的進步，類比數位轉換器(ADC)取樣率已可達數GHz/s，足以利用傅利葉分析準確地顯示30MHz以下之頻域資訊。一直以來，工程師都是使用頻譜分析儀來測量傳導性電磁干擾，其掃頻式的量測方式導致花費時間過長，無法抓到瞬間消逝之雜訊。此種劣勢於輻射性之電磁干擾量測尤其明顯(30MHz-1GHz)，通常需要測量30分鐘[1]。除此...