1 引言

        傳導(dǎo)干擾以電壓或電流的共模(不對(duì)稱)和差模(對(duì)稱)形式出現(xiàn)。共模干擾是指相線由地形成的回路干擾;差模干擾是指相線之間形成的回路干擾。

         LISN，Line Impedance Stabilization Network的縮寫(xiě)，即線性阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)，也會(huì)被稱作AMN，人工電源網(wǎng)絡(luò)(Artificial Mains Network)。它是傳導(dǎo)干擾測(cè)試中主要的測(cè)量?jī)x器，目前電子電氣設(shè)備電源端口的傳導(dǎo)干擾測(cè)試主要是通過(guò)線性阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測(cè)量。

圖1 單線LISN

圖2 4線LISN

2 LISN的作用

         傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)試(CE)的目的是測(cè)量存在于產(chǎn)品電源線上的噪聲電流。

         在不同的測(cè)試場(chǎng)地，電源網(wǎng)上存在的環(huán)境噪聲也不同。外部的環(huán)境電磁噪聲通過(guò)交流電源線進(jìn)入被測(cè)樣品，影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。雖然電流探頭也可以進(jìn)行傳導(dǎo)發(fā)射的測(cè)量，但不同電源系統(tǒng)的阻抗有很大區(qū)別。這種負(fù)載阻抗的變化影響到從電源線傳導(dǎo)出去的噪聲電流的大小。為了保證測(cè)試場(chǎng)地之間的一致性，各試驗(yàn)場(chǎng)地從產(chǎn)品電源線看進(jìn)去的阻抗必須是穩(wěn)定的。

圖3 傳導(dǎo)干擾測(cè)試布置簡(jiǎn)圖

于是便有了LISN。它用于被測(cè)樣品(EUT)和電源輸入之間，來(lái)實(shí)現(xiàn)如下功能和需求：

         1)隔離。LISN放在電網(wǎng)電源與被測(cè)樣品之間，濾去來(lái)自電網(wǎng)電源的電磁噪聲，給被測(cè)樣品提供純凈的電源，從而保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。同樣也會(huì)隔離來(lái)自被測(cè)樣品的騷擾信號(hào)，防止過(guò)多的電磁干擾流向電網(wǎng)電源影響同一線路的其它設(shè)備。

         2)供電。給測(cè)樣品提供電源，且不能影響電網(wǎng)電源對(duì)被測(cè)樣品正常供電。

         3)阻抗穩(wěn)定。在測(cè)量頻率范圍內(nèi)提供標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的穩(wěn)定線路阻抗。人為的擬制一個(gè)穩(wěn)定的線路阻抗，為傳導(dǎo)發(fā)射電壓的測(cè)量統(tǒng)一測(cè)試條件。一般在測(cè)量頻段范圍內(nèi)提供50Ω網(wǎng)絡(luò)阻抗。

         4)信號(hào)拾取。利用LISN的高通濾波器使EUT產(chǎn)生的干擾信號(hào)耦合至EMI接收機(jī)上，并阻止電網(wǎng)電源電壓加至EMI接收機(jī)。

3 LISN的分類

        LISN有兩種基本類型：用于耦合不對(duì)稱電壓的V型和分別用于耦合對(duì)稱電壓和不對(duì)稱電壓的Δ型。在CISPR16標(biāo)準(zhǔn)中，分別規(guī)定了不同頻率范圍內(nèi)的LISN使用原則和類型，見(jiàn)圖4。

圖4 LISN的分類

        LISN的阻抗為騷擾輸出端端接50Ω負(fù)載時(shí)，在EUT端測(cè)得的相對(duì)于參考地的阻抗。

現(xiàn)對(duì)常用LISN做簡(jiǎn)單介紹：

1)50 Ω / 50 μH + 5Ω V型LISN，適用于9kHz-150kHz頻率范圍。

圖5

2)50 Ω / 50 μH V型LISN，適用于150kHz-30MHz頻率范圍。

圖6

3)50 Ω / 5 μH + 1Ω V型LISN，適用于150kHz-108MHz頻率范圍。

圖7

4)150 Ω V型LISN，適用于150kHz-30MHz頻率范圍。

圖8

5)150 Ω Δ型LISN，適用于150kHz-30MHz頻率范圍。

圖9

4 LISN的結(jié)構(gòu)和原理

             目前國(guó)內(nèi)EMC專業(yè)實(shí)驗(yàn)室依據(jù)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，使用多為50Ω/50μH V型LISN。下圖是一個(gè)滿足CISPR 25和ISO 7637-2規(guī)定的線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)。需要在正和負(fù)電源線上分別串入一個(gè)LISN。

圖10

          電路圖中1μF和5μH，用于過(guò)濾電網(wǎng)來(lái)自電網(wǎng)電源的干擾，為被測(cè)樣品提供“純凈”的電源。一個(gè)供電系統(tǒng)會(huì)連接多臺(tái)電子電氣設(shè)備，這些設(shè)備在工作的時(shí)候會(huì)將自身的噪聲引入供電網(wǎng)絡(luò)。這些電磁噪聲如果沒(méi)有經(jīng)過(guò)過(guò)濾(隔離)，會(huì)被EMI接收機(jī)測(cè)量到，從而影響測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。

圖11

         電路圖中0.1μF電容用于隔直通交，電路中直流成分會(huì)傳輸至EMI接收機(jī)導(dǎo)致?lián)p壞，以及電容能吸收騷擾信號(hào)中的峰值電壓。 0.1μF電容在測(cè)試頻率范圍內(nèi)具有較低阻抗，不影響測(cè)試結(jié)果，而對(duì)于50Hz供電頻率具有較大阻抗。

圖12

        1kΩ 用于給0.1μF的電容放電。在一次測(cè)試結(jié)束后，EMI接收機(jī)RF端口斷開(kāi)，需要將電容接地來(lái)提供電荷釋放路徑，否則在高壓EMC測(cè)試中，0.1μF電容上會(huì)一直有高壓存在，短時(shí)間內(nèi)無(wú)法完全放電，需要通過(guò)對(duì)地的1kΩ電阻進(jìn)行泄放。

圖13

         LISN RF端口50Ω Termination(終端負(fù)載) 則是為了保持兩根線的對(duì)稱性。EMC測(cè)試過(guò)程中，L線(+)與N線(-)上均有干擾電流，未進(jìn)行測(cè)量的線路干擾仍然存在，需要通過(guò)LISN的RF端口端接50歐電阻為其提供通路，否則會(huì)影響到測(cè)量線路上的測(cè)試結(jié)果。

圖14

5 使用注意事項(xiàng)

下圖是GB/T 9254.1中傳導(dǎo)干擾測(cè)試臺(tái)式設(shè)備EUT布置示例：

圖15 臺(tái)式EUT測(cè)試布置示例

         從圖中可以看出標(biāo)準(zhǔn)對(duì)試驗(yàn)布置有許多細(xì)節(jié)要求，例如高度、距離、長(zhǎng)度等。究其原因，是因?yàn)镚B/T 9254.1標(biāo)準(zhǔn)要求的電源線測(cè)試限值要求為60dBμV，從dB轉(zhuǎn)換到電壓為1000μV也就是1mV，對(duì)應(yīng)到電流就是20μA，μA級(jí)別的電流是很小的量，接地電阻、距離、高度等方面的布置細(xì)節(jié)都很有可能會(huì)影響到這個(gè)電流的大小。所以標(biāo)準(zhǔn)對(duì)EMC測(cè)試Setup各個(gè)要求進(jìn)行細(xì)化，其目的是保證測(cè)試結(jié)果是可信、可重復(fù)，盡可能減少影響因素，而導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確，或者更換場(chǎng)地導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果無(wú)法重復(fù)。所以按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試布置非常重要，否則試驗(yàn)數(shù)據(jù)可能無(wú)效。

        傳導(dǎo)干擾試驗(yàn)的共模電流/電壓是經(jīng)過(guò)LISN的外殼到金屬接地參考平面(GRP)，然后回到受試設(shè)備(EUT)，因此，LISN與接地參考平面之間的連接方式對(duì)測(cè)量結(jié)果有非常大的影響。FCC標(biāo)準(zhǔn)要求LISN的接地阻抗不得高于2.5mΩ。

         無(wú)論是單線LISN還是可以測(cè)試多線的LISN，其外殼與接地參考平面應(yīng)使用短粗的導(dǎo)體，*好是L型銅板進(jìn)行連接，從而保證足夠低的接地阻抗。

          另外需要注意LISN的GND必須連接**地，這里說(shuō)的**地和與金屬接地參考平面板之間的連接不是一回事。前者是為了**，后者是為了測(cè)量準(zhǔn)確性。