1、ZTZTEZ 中华人民共和国国家计量技术规范JJF 1155-2006 30MHz-l.0GHz吸收式功率钳校准规范Calibration Specification for Absorbing Clamp in the Range of 30MHz to 1. OGHz 2006一05-23发布2006一08一23实施国家质量监督检验检菇总局06104000008 JJF 1155-2006 30MHz-l.0GHz吸收式功率钳校准规范Calibration Specification for Absorbing Clamp in the Range of 30MHz to 1. OGHz
2、jm1155-2006; 本规范经国家质量监督检验检疫总局2006年5月23日批准，并自2006年8月23日起施行。归口单位:全国无线电计量技术委员会起草单位:中国计量科学研究院本规范由全国无线电计量技术委员会负责解释JJF 1155-2006 本规范主要起草人:谢鸣(中国计量科学研究院)王维龙(中国计量科学研究院)吴饥(中国计量科学研究院)参加起草人:洪力(中国计量科学研究院)黄攀(中国计量科学研究院)郭瑞民(中国计量科学研究院)沈庆飞(中国计量科学研究院)JJF 1155-2006 目录IA忡。11111111223334446( 路电效等射发.和缸定容理例备法性设.内原实耗子设方常数进容
3、页作院损因途构要准正参改内内工、Z单人正用结主校作的的达隔录书的度协晴非椭锵刷刷品r耕脚四缸胧雌雄椒、制舶翩翩航文和收收收收收特条境准项观准准准结、附校校吸不围用语吸吸吸述吸吸量准环校准外校校校准校气王二范引术123概12计校12校1234校复礼和和和12311144567111189附附附附JJF 1155-2006 30MHz-l.0GHz吸收式功率钳校准规范1 范围本校准规范适用于对新制造、购进、使用中和修理调整后的，频率范围在(30-1000) 1征-Iz满足GB/T6113.1-1995和GB/T6113.2-1998标准要求的吸收式功率钳(吸收钳)校准。一-2 引用文献GB/T 6
4、113.1 GB/T 6113. GB/T tromagetlcs clamps 使用3 3.1 吸收钳带有电源线那一部分)所提供最大功率。此吸3.2 吸收钳插入损耗、. 吸收钳的插入损耗是本规置的损耗，单位用分贝，符号dB表示。3.3 吸收钳修正因子correction factor Elec-线(仅指在设备外面|线放置时能吸收到的G和G之间吸收钳与校准引线装吸收钳的修正因子是吸收钳的插入损起与17之差，单位用分贝，符号dB表示。17是10地50的近似值，它是在500测量系统中dB(V)和dB(pW)之间的换算因子。4概述4.1 吸收钳的用途1 JJF 1155-2006 吸收钳可以用来测量
5、(30-1000)阳也频率范围内来自引线的辐射，不只是设备的电源线(诸如屏蔽或不屏蔽的引线)也以与电源线同样的方式辐射能量，吸收钳也能对这些引线进行测量。吸收钳只适用于某些类型设备的干扰测量，这取决于那些设备的构造和尺寸。对每一类设备应规定严格的测量方法及适用范围。如果受试设备(以下简称EUT，不包括连接引线)自身的尺寸接近测量频率的1/4波长，那么直接的机壳辐射就有可能发生。因此吸收钳方法不适合评价EUT的全辐射能力。这种方法通常对于小型EUT和(30-300)阳也频率范围内很适用。4.2 吸收钳的结构吸收钳由三部分构成:a)宽带射频电流变换器.-个同轴电缆的线圈缠绕在两个或三个铁氧体环的周
6、围，它起电流变换器的作用，由流过与铁氧体环相结合的受试电缆的所有射频电流感应一个信号进入到线圈内;b)宽带射频功率吸收体和受试设备引线的阻抗稳定器:一个吸收部分由更多的铁氧体环的层叠构成，位于受试电缆的更下方远离发射源，目的是稳定受试电缆的射频共模阻抗，减小它对远端终端负载的依赖;c)吸收套筒:吸收体覆盖在电流变换器的电缆外皮的那一部分，即铁氧体环附件。它增加这根电缆的共模阻抗，从而减少在该阻抗上的任何变化的影响，它可以经由穿过变换器到受试电缆的寄生电容精合，用来减小自电流变换器到测量接收机的同轴电缆表面上的射频电流。E 60环图4.1吸收钳结构示意图A一受试设备;B、B一受试引线;C一电流变
7、换器;D一功率吸收体和阻抗稳定部分;E一吸收套筒;H一电流变换器与输出连接器之间的同轴电缆5 计量特性2 吸收衰减(插入损耗)按照本规范要求的校准方法，插入损耗值:(14-22) dB。注:本规范暂不对输出功率响应特性和阻抗特性做校准。JJF 1155-2006 640mm士40mm2 口电流变换器B 吸收钳参考点m一环个A斗图4.2性能改进后的吸收钳结构示意图B一受试引线;0一电流变换器;D一功率吸收体和阻抗稳定部分;E 一吸收套筒;1一对金属半圆筒;2一绝缘管;3一同轴连接器6 校准条件6.1 环境条件6. 1. 1 温度:(23 :t 5)t 6. 1.2 相对湿度:80% 6. 1.3
8、 交流供电电源:(220 :t 22) V , (50 :t 2) Hz 6. 1. 4 周围无影响正常校准工作的电磁干扰和机械震动6.2 校准用的主要设备6.2.1 频谱分析仪或EMI接收机6.2.1. 1 频谱分析仪(内置跟踪源)a)频率范围:(30-1000)阳也b)跟踪源输出功率:二三OdBm;c)测量模式:最大值保持。6.2.1.2 EMT接收机(内置跟踪源)a)频率范围:(30-1000) MHz; b)跟踪源输出功率:二三OdBm;c)测量模式:最大值保持。6.2.2 电动滑轨滑轨长度、高度和最长移动距离应分别大于6m、0.8m和5m，载有吸收钳的滑车走行速度在一定范围内分级可调
9、，传动部分需采用低辐射电机和橡胶齿带。导轨两端均装有限位保护开关，必须满足校准时对电磁环境、移动定位精度和安全要求。6.2.3 校准用绝缘铜导线3 JJF 1155-2006 市售的电工用带有绝缘外皮的单股铜导线，铜线的横截面积4rnrn2。6.2 .4 同轴固定衰减器a)频率范围:(30-1000) MHz; b)阻抗:50n; c)端口电压驻波比(最大):1. 15: 1; d)衰减器:6dB和10dB各一个。7 校准项目和校准方法7.1 外观及工作正常性检7. 1. 1 被校准吸收钳应7. 1.3 被校准吸收明显变化。7. 1. 4 校准系统7.2 校准方法7.2.1 校准布选用离散频率
10、法。动滑轨时，可以使用和校准引线。校准方法7.2.2.2 扫描频率法使用含内置跟踪源的频t频点的插入损耗值，测试精度较7.2.3 校准步骤在不具备电能远离吸收钳动一次即可获得众多7.2.3.1 吸收钳校准装置由有效截面为(1-2)rnrn2，长6m的绝缘铜引线、不大于2.5mX2.5m的接地金属板(或屏蔽室的墙壁)和带有导轨的非金属工作台等构成。引线的一端连接在50n的连接器芯上，该连接器安装在接地金属板上，使其只有中心接头伸出。引线的另一端穿过吸收钳的电流变换器，末端开路。7.2.3.2 如图7.1所示，在(30 - 1000) lv任-Iz范围内，按实线用两根同轴电缆a和b连接，在每一个频
11、率处(参见附录A中的表A.1和表A.2)，吸收钳沿着引线移动，从4 JJF 1155-2006 L , F f D C w 一。T 凡111C3 C2 E a 地板图7.1吸收钳的校准布置图w一校准线;C一电流变换器;D-率吸收体和阻抗稳定器部分;E一吸收套筒;F一附加的吸收钳，频率小于50岛1Hz;ct一用于连接校准线W和衰减器的贯通连接器;一连接到吸收钳内部同轴电缆的同轴连接器;CJ一连接接收机电缆且与G配套使用的同轴连接器;a一连接吸收钳和测量接收机的同轴电缆;b一连接信号发生器和衰减器的同轴电缆;Att-lOdB同轴衰减器;CI、C3a、b、Ah-分别代表放在虚线位置上的G、G、a、b
12、和Att。此时信号发生器和测量接收机直接连接、测量接收机的读数只包括衰减器和同轴电缆上的衰减;L一此位置上仪表指示最大、吸收钳连同被测导线在内的插入损耗;P。一信号发生器携带50.0.负载时的恒定输出;a一连接吸收钳后，测量接收机的最大指示;a一仅通过衰减器和同轴电缆(按虚线)连接信号发生器时，测量接收机的指示:凡一多个铁氧体吸收环，即套管屏蔽壁开始到半波长的距离为止(由于实际校准时眼踪源输出的是正弦波，正负半周对称，因此，通常情况下移动距离超过1/4波长即可在接收机上得到最大读数)，记下EMI接收机的最大指示并将其填入附录A中的表A.1和表A.2的对应栏内。7.2.3.3 保持信号发生器或跟
13、踪源的电平恒定，再将上述两根同轴电缆按虚线连接，如图7.1中a和b所示，记下接收机指示并将其填人表A.1和表A.2的对应栏内。最小插入损耗L(dB)公式(7.1)计算:L = a - a (7.1) 7.2.3.4在吸收钳校准所需的频率范围内重复步骤7.2.2.2，图7.2给出了校准曲线的实例，正常情况下，测得的插入损耗值应符合第5条的规定。校准期间人员应该距离电缆1.25m以外。7.2.3.5 电磁兼容标准中骚扰功率的限值是以dB(pW)为单位，需将E阳接收机电压读数dB(V)换算为以dB(pW)表示的功率。标准规定E阳接收机输入阻抗是50.0，JJF 1155-2006 根据功率(W)、电
14、压(V)和阻抗(0)之间的关系，可得到以对数形式表示的功率:PdB(pW) = Ur dB(V)J十KdB(pW/V)J+ Lc(dB) (7.2) 式(7.2)中的K是吸收钳的修正因子，可用下面的公式表示为:KdB(pW/V) = L(dB) - 17dB(pWhtV) (7.3) 在500系统中dB(V)和dB(pW)之间换算因子是17dB，严格来说，修正因子仅适用于吸收钳，当通过一个6dB衰减器和这个装置中使用的输出电缆与吸收钳连接时，如果没有衰减器，或者使用不同的电缆，修正因子可能出现差异。7.3 校准设备的参数设定7.3.1 离散频率法7.3.1. 1 信号源和频谱分析仪参数设定a)
15、起始频率:30阳-Iz或300阳-Izb)终止频率:300如任-Iz或1000如旧zc)参考电平:97dB (V) d)输入衰减器:10dB e)垂直分度:lOdB/Div f)分辨率带宽:到任Izg)视频带宽:1如任-Izh)信号源频率:根据客户的要求在(301000)阳也范围内设定i)信号源输出电平:97dB (V) j)扫频模式:最大值保持7.3. 1. 2 滑轨控制器参数设定a)最小位置:Ocm b)最大位置:400cm c)走行速度:滑轨控制器可设定的最低速度7.3. 1. 3 吸收钳的移动在每个频率点以距参考平面0.15m处为参考点，移动吸收钳超过最低频率波长的1/4距离且不大于4
16、00cm，往返一次。7.3.2 扫描频率法7.3.2.1 频谱分析仪和滑轨控制器的参数设定参数设定中除用眼踪源替代信号发生器外，其余与离散频率法校准时基本相同。7.3.2.2 吸收钳的移动在整个频率范围内以据参考平面0.15m处为参考点，移动吸收钳超过最低频率波长的1/4距离且不大于400cm，往返一次。JJF 1155-2006 20 -气 -., 问- -t F、/ 飞/ / -+4 +2 电吊因川周边04 14 -4 10 30 1 300 1以)()频率IMHz图7.2吸收钳校准曲线举例通常用吸收钳测出的波峰点不止一个，而以离500连接器校准引线端最近的波峰点给出的接收机指示为最大。实
17、践证明与第一个波峰相比，第二个波峰给出的插入损耗大1dB左右。对于某些实际情况，测量第二个波峰很方便，这种情况也适合于吸收钳校准，图7.3中的曲线A和曲线B分别为测量第一个峰和第二个峰时校准吸收钳的曲线实例。w ny 础JEB42 ad+hul-h平llr，、unv句，&句-S棋世相J气想第2个波峰，乒二二二飞、-曲线B_-曲线A-2 第1个波峰50 100 150 200 频率/MHZ所得功率=测量接收机读数+修正系数250 300 图7.3吸收钳校准曲线7 .4 校准方法的改进图7.4给出了经过改进后的校准布置，与图7.1有3个不同之处:首先是在吸收钳的输出连接器处增加一个6dB同轴衰减器
18、;其次是要求接收电缆尽可能保持与校准引线垂直，并且在该电缆上附加若干个卡钳式铁氧体环;最后是在吸收钳的两端各增加一个与校准引线相匹配的非金属中央导引器。这3条改进措施的原因在附录D不确定度评定实例中给出详细解释，此处不再赘述。7 5.3m 引线截面:4mm2 JJF 1155-2006 带跟踪源的频谱夜葡xl频谱分析仪图7.4改进后的吸收钳校准布置2.5m 参考平面I N型(阴)同轴连接器囹I2.5 m 2.5 mX2.5 m 金属垂直参考平面N型连接器阶11 带有N型(阳)同轴连接器中央导体与校11的同轴电缆准引线焊接图7.5垂直参考平面示意图8 校准结果表达经校准后的吸收钳应出具校准证书。
19、校准证书应包括足够的信息，如校准实验室的名称和地址、校准证书的编号，送校单位的名称和地址，被校准的吸收钳的名称、型号、制造商、系列号、校准的日期、地点、校准依据的技术规范的名称，本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明，校准结果及其测量不确定度说明等。校准证书内页的内容见附录B。9 复校时间间隔送校单位可根据吸收钳的实际使用情况自行决定送校时间间隔。建议复校时间间隔为1年。经修理或调整后的吸收钳应校准后使用。8 附录A频率jMHz|30 35 40 45 50 55 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220
20、230 240 250 260 270 280 290 300 JJF 1155-2006 校准记录内容表A.l(30-300)真假Iz校准记录频谱仪指示值| 插入损耗a电缆对接a接人吸收钳L=a - a dB(V) dB 修正因子K二L-17dB 9 JJF 1155-2006 表A.2(300-1000) MHZ校准记录频谱仪指示值插入损耗修正因子频率/岛怔-Iza电缆对接a接人吸收钳L=a -a K=L-17 dB(V) dB(V) dB dB 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 A.l 修正因子频响曲
21、线的处理方法使用电子表格软件将测量得到的吸收式功率钳修正因子随频率的变化以曲线的形式给出，用长坐标轴表示频率，单位L任1z;用短坐标轴表示修正因子，单位dB。10 JJF 1155-2006 附录B校准证书内页内容证书编号:XXXXXXXX一xxxx-8.0 -6.0 30 60 90 120 是150毫恃瞟180 210 240 270 300 校准结果功率吸收钳修正因子频率响应-4.0 一2.0修正因于/dBO.。r -E 2.0 4.0 6.0 8.0 11 JJF 1155-2006 证书编号:XXXXXXXX一xxxx-8.0 300 400 500 600 N团军M柑螺700 80
22、0 900 1000 12 校准结果功率吸收钳修正因子频率响应修正因子/dBJJF 1155-2006 证书编号:XXXXXXXX一xxxx校准结果校准频率表1修正因子修正因子11 校准频率修正因子dB 阳-M一另一刊160 校准结果不确定度的描述扩展不确定度:U二敬告:1.仪器修理后，请立即进行校准。2.在使用过程中，如对被校准仪器的技术指标产生怀疑，请重新校准。3.为确保被校准仪器技术指标的准确可靠，通常情况下建议每年校准一次。标准员:核验员:13 JJF 1155-2006 附录C吸收钳的工作原理和发射等效电路C.1 吸收钳的工作原理铁氧体材料在电缆上呈现复杂(换句话说，既有电阻又有电抗
23、性分量)且随频率改变的阻抗。CISPR16-1要求吸收钳总体上应该呈现(100-250)n之间的阻抗，电抗性分量不超过20%，当测出的量值是用一台阻抗测量仪器取代在标准校准装置中使用的信号发生器和lOdB衰减器时。图C.1给出了吸收钳的阻抗随频率变化的曲线，通常，电阻分量可保持在要求的范围之内，而在300MHz以上电抗性分量中的大部分20%，即使允许对位置进行调整。注:在CISPR16-1中的措词没有解释电抗性要求是一个什么的百分比:这里应当将它看作是在每一个频率处电阻值的百分比的意思。14 300 250 豆豆运2001!fl 150 E 1!fl 100 50 。300 250 x -:
24、200 圈。150型1!fl 100 50 。U二刽10 l二二。|10 -. 、-以峰值输出的输入阻抗， 、-/ 同、100 频率/MHZ-在最小电抗时的输入阻抗/ / / 卜、/ 100 频率/阳Iz. i-. - T飞v 一/图C.1吸收钳阻抗随频率的变化 -叫11000 / v 飞/ 1000 JJF 1155-2006 铁氧体环被分成两半，用合页将钳的两部分连在一起，因而受试电缆能够置于其中穿过整个装置，铁氧体环的另一半扣下后使之完全封于其中。铁氧体环的两半必须紧密对接，组装铁氧体的盒具有弹性以确保这一点。一般来说，铁氧体被安装在由绝缘材料制成的钳体中，与受试电缆或变换器输出电缆没有
25、产生电流的通路。图4.1和图4.2是GB/T 6113.1-1995提供的两种可供选择吸收钳的典型结构。位置(1)位置(2)ZL 波的相相互作用Z卡子。)高频一吸收体衰减后面的电流当钳移动时Izl和Z变化，允许找出最大功率传输阻抗。|由吸收体引起的反射|吸收体引起的驻波由远端反射引起的驻波|固执斗怦3由远端引起的反射I ，V、飞，H肌 贮k飞仁一/ J 一工:=-:三户一z门去毛王二一-二二，且二乙二雪二1 1 71 、-一一一一一一-一_)_J L U 合成的驻波- -。)低频-不充分的吸收体衰减图C.2传输线上的驻波使用中，吸收钳围绕着受试电缆放置，电流探头朝着发射源。电缆的远端被连接到电
26、源或辅助设备，或在校准时维持开路;可以把第二个吸收体放在引线的另一边。吸收钳的输出被连到测量接收机或频谱分析仪。为了确定骚扰源能够发送给一根不确定长度引线的最大功率，在所有给定的频率处沿着受试引线移动吸收钳以找出最大值。输出电平随距离周期性地改变，在峰值之间的距离大约是被测频率的半波长。一根与地面平行的电缆作为传输线，在这根传输线上产生电流驻波，吸收钳测量这些驻波(图C.2)。为了形成驻波，沿传输线必须有失配，这样的失配将会由两个原因中的任一个引起:在线的末端的终端负载(或者缺少终端负载)，或者吸收钳本身。如果吸收钳的吸收部分是完全有效的，对于吸收钳和骚扰源之间的线，线的末端终端负载应该是看不
27、见的，所以不应该贡献由电流变换器实测的驻波。然而，吸收体本身对于传输线阻抗将是失配的并且会因此产生反射，依次产生驻波。电流变换器相对于吸收体来说是固定的，因此，在驻波上维持在相同的点，但是在输出仍然感觉到周期性的变化;这是因为当移动吸收钳时，由于改变了呈现到骚扰源的阻抗，馈给电缆的信号幅度发生变化。所以，移动吸收钳将呈现一个负载阻抗的包络，对于源来说这将是允许的，在限值内获得最大功率传输。C.2 发射等效电路骚扰功率测量方法的基本假设是把EUT内产生的干扰与连接电缆藕合的信号作为高频发射的主要发射源。然后通过测量以共模方式馈入以及通过辐射方式藕合到远处电JJF 1155-2006 缆上的电流得
28、到EUT骚扰能力的一种表示。假设对许多类型的只有一根电缆(一般来说是电源线)的设备是有效的且它的尺寸与波长相比是小的。当设备有几根与其相连的电缆，或者它的尺寸大于1/4波长(换句话说，它的物理尺寸大，和/或关心的频率高)时，较难证明该假设是合理的，这时作为首选的是辐射测试方法。然而这种测量方法作为一种评估多种类型设备干扰电压的手段有一个良好的记录，它通常较辐射方法容易实现。在标准吸收钳测试装置中适合于高频发射的等效电路被示于图C.5中。受试电缆的长度(通常大于5m)在地面ILt恒温局响页孟且在型民因而，形成一根特性阻抗为Zo的传输线，其值由装置的几何局停满白茎根嘻缆的她炜琐也抗Z终结，通常它是
29、未线阻抗Zo。在所有EUT中(无论是设备具有和Zs都是随频电缆的所有导体的，但不需要涉Re (Zs+l/jUJC 量装置确定，因它穿过一个半波0.8 放置EUT的桌子|吸收钳参考点滑动参考点6.0m 置第二个吸收体稳定配改变后的传输传输。Zs和是将吸收钳示，谈到屏蔽)。当然Vs/ 电源连接图C.3用于台式EUT的吸收钳测量装置侧视图16 JJF 1155-2006 EMI测量接收器同轴测量电缆电源连接气i为了在接收机上获得最大读数，在整个受试引线 :受试引线上移动吸收钳电流变换器1. 吸收体 注:(铁氧体环) 功率吸收钳-6dB衰减器和测量电缆是功率吸收钳的主要部分，应该与吸收钳一起校准:一6
30、dB衰减器有可能位于吸收钳的内部图C.4吸收钳测量方法的原理图受试设备ICM 受试电缆Zo Zt 图C.5发射等效电路17 JJF 1155-2006 附录D不确定度评定实例D.1 吸收钳校准的等效电路和数学模型校准吸收钳时首先需要在校准引线上产生一个已知电流分布特性的正弦信号;其次校准装置的校准引线为有限长，校准引线距地面很近，近场效应会很强，如何克服近场影响，是建立校准模型的关键点;在一个已知特性阻抗的元耗传输线上，当终端端接固定负载时，其上的电流分布是已知的。为建立吸收钳校准的数学模型，除了在校准源端面加一金属反射面外，还应在地面加一金属平面(CISPR16-1-3: 2004规定的吸收
31、钳校准装置要求在滑轨下面的地面上铺设金属板)，根据镜像原理，就会形成一个等效传输线系统。但校准装置远端反射对校准引线射频电流的分布有很大影响。对此在校准引线上利用吸收钳中铁氧体环的吸收作用，并在开路的校准引线末端增加吸收体，实现终端端接固定负载。最终地面和校准引线形成一段终端端接固定负载的无耗传输线等效模型。结合校准装置的布局和吸收钳的结构，可以将校准系统等效为三段传输线级联的模型，其等效模型如图1。垂直反射四帅剧无耗线望E!现证福! 起始端面i D !1一一飞JR:一-y占1一一产1一一叩一一七-吨cL一D一一一1图D.1吸收钳校准系统分布参数模型等效电路图X一吸收钳测量端面到源端的距离D吸
32、收钳有效长度;孔，R。等效干扰源的干扰电压和内阻;L，一加吸收钳时有耗传输线的等效分布电感Cp一加吸收钳时有耗传输线的等效分布电容;R，一加吸收钳时有耗传输线的等效分布电阻L一无耗传输线的等效分布电感C一无耗传输线的等效分布电容吸收钳校准等效电路为一段无耗平行传输线级联上一段有耗平行传输线后再级联上一个元限长无耗平行传输线。图D.2中a，b , c , d的数值由校准系统的实际结构确定。经过一系列推导可得:Z=Pi =去ff叫子)咽AD 18 JJF 1155-2006 1TlIll-dlllBIt-4-1/: /|ll b -j : l+一C-4 轧一;一一等效条件立二加载吸收钳后传输线横界
33、面结构示意图ad 图D.2Rin =L Zp 1 + tan2 ( x )J n一Zop-XL阻叫声)J2 + Rhan2(仲)X; = Zno rXLZopl一阻n2(声)J十(Z-XL)tan(jlx) -Rttan(叫n - .OP L Zop -XLtan(如)J2 + R i_ tan2 (如)J 根据铁氧体材料的磁导率，在(30600)阳也频率范围内选取若干频点，求得对应频率下，在信号馈人端最接近共辄匹配的阻抗值RinXin，及吸收钳的位置。计算可得到最大功率传输时信号馈人端的等效输出阻抗值，根据计算结果，Rin远远大于Xin，Xin可以忽略，假设PS和PL分别是源所能输出和负载(
34、吸收钳)所能吸收的最大功率，设m二RinlRo，其中Ro= 50.0校准信号源最大功率输出时的等效负载;并且Rin上的能量全被接收机接收，则在共辄匹配的前提下，根据基本的电路分析可得吸收钳的固有损耗L，应为:(D.2) (D.3) rps1 1nl f( m + 1)21 L, = 101gl:J = 101gl m4:J J 根据吸收钳的结构，吸收钳前部的电流探头又引人一个插入损耗LT当Ps为源所能输出的最大功率、PL吸收钳吸收功率、PM为接收机实测功率时，在GB/T6113.1一1995中所定义的吸收钳插入损耗L配应为:(D.4) (D.5) (D.6) Lac = L, + LT LT
35、= 101峙)设电流探头的转移阻抗为Z口，传输线在此位置的等效谐振负载电阻为RL则有:式中:(D.7) 19 LT =叫去)二叫苦)JJF 1155-2006 式中:Z厅=M 以J专r+ (山(D.8) M一一电流探头与校准线之间的互感;Ls一一电流探头线圈电感;RL一一电流探头负载阻抗(这里为50.0);Cs一一电流探头分布电容;一一角频率。D.2 不确定度评定实例D.2.1 不确定度评定的表达式本实例给出的校准结果不确定度仅限于(30300)阳也频段，与(3001000) 阳也的评定方法相同。标准不确定度和扩展不确定度分别用英文字母u和U表示，与其相关的上、下角标作为区分各个量的简要说明。
36、根据吸收钳插入损耗的定义以及直接(电缆直通)与间接(经过吸收钳)测量的系统原理框图(见图D.3a、图D.3b)可建立评估校准结果不确定度的数学表达式。分析仪输入| 跟踪源+频谱仪| 跟踪源输出同轴电缆2同轴连接器同轴电缆l1图器意-hl蹦酝刷一哺酣阳!接一直-剑，也一如mM减图l衰轴同频谱分析仪输入跟踪源+频谱仪跟踪源输出同轴电缆1校准位置6dB 同轴衰减器2辅助吸收钳被校吸收钳图D.3(协间接测量示意图20 JJF 1155-2006 明)二10叫到=20log Vi - 20log Vd = V一V(D.9) V = V币一LCablel - L Attl - L Att2 - L Cab
37、凶(D. lO) V(=V与一L卢lel-Lttl一(LWire+ Lamp) -Ltt2一L山(D.ll) V-V=.V.四+.LCablel + .L Anl一(Lwlre+ L) + .LAtt2 + M叫(D.12)将式(D.12)稍加变化得到与标准定义相符的吸收钳插入损耗:Lwm +Lump =Vd-VI+AV 以下各式中变量符号除式(D.模型的公式推导相关的另几个量，8L = + 8 SR + 8 wc + 8:IJ + 8 WD + 8 WL +ER + 8RP + 8亿+8附+8SA + 8SF + 8TA + 8SN + 8WM + 8CM + 8CL 上面三式中各项的含义为
38、:L。一一-L的真值;8L一-L的误差，它由多个影响量组成;8SR一一测量系统重复性;(D.13) (D.14 ) (D.15) (D.16) 21 JJF 1155-2006 wc一一校准引线在吸收钳中位置的影响;8囚一一周围物体的影响;wo一一校准引线横截面的影响;8吼-一校准引线长度的影响;ER一一第二个吸收体的影响(远端反射); 8即一一参考平面的尺寸影响;cc一一藕合对输出电缆的影响;MS一一扫频速率、吸收钳行走速度不匹配;SA.-频谱仪相对幅度精度;SF-一-频谱仪频率跨度误差;TA一一跟踪源幅度稳定d性;SN一一测量系统噪声;WM一-校准引线输入端的失配;刷一一吸收钳输出端的失配
39、;CL一一电缆损耗随温度的变化。0.2.2 不确定度分项评定a)频谱分析仪读数的影响VR频谱分析仪读数变化的原因包括测量系统的不稳定、频谱分析仪的噪声和刻度内插误差。对被校准的吸收钳连续做10次独立等精度测量，运用Bessel(式0.17)得到以实验标准差表示的单次测量结果的标准不确定度u注:=0.1dB，服从正态分布，=9，k = 10 2.: (qi - q)2 u过:=5(qi)=n - 1 (0.17) b)校准引线在吸收钳中位置的影响WC在进行传导骚扰功率检测时，受试电缆应该尽量保持在吸收钳内的中心，然而，当使用根非常细的引线校准吸收钳时，引线的位置相对于吸收钳内铁氧体中心能够有非常
40、明显的变化。甚至有一种型号的吸收钳有高达:!:10mm的引线偏移(这是吸收钳的结构所允许的)，试验表明其差别可能高达5dB，在更高的频率端影响更大。有几种型号的吸收钳本身具有限制引线在中心位置的:!:5mm之内移动的非金属引导器，也可以专门加工一个附加的引导器，将校准引线控制在中心位置的士1nu丑之内，将此项不确定度限制在一个恰当的范围内。22 JJF 1155-2006 校准期间，通过在吸收钳内的两端使用附加的引导器，它将保持引线位于偏离中心士1mm之内(见图D.4)，能够将它的影响降低到最小。为此，应该顺着它的延长方向拉紧引线。此时Uer= O. 2dB，服从均匀分布，包含因子走=/3。钳
41、体铁氧体图D.4将校准引线定位在吸收钳内的中心位置c)周围物体的影响SJ在此处讨论的不确定度适合于存在大金属物体的实验室环境，例如不能避免要使用的建筑物结构的I型钢。然而，所做的测量均应确保金属物体和操作者离吸收钳和校准引线至少1m远。如果在2m距离内没有大金属物体的区域进行测量，则这个不确定度在低于300MHz时能够被减小到0.7dB，U注2向二0.7dB，服从均匀分布，包含因子走=品。d)校准引线横截面的影响woGB/T 6113.1-1995对校准引线的截面积给出了一个范围，不同的校准实验室可以使用不同横截面大小的校准引线。不确定度是通过比较2mm2和1mm2校准引线的对校准结果的影响得
42、到的。测量表明被校准吸收钳插入损耗的差别在1mm2和2mm2之间大约是0.5dB，在1mm2和4mm2之间大约是1dB，不随频率变化，较大的校准引线直径得到较小的吸收钳插入损耗。由于大部分传导骚扰功率检测时的受试电缆是比较粗的，国外校准机构已将校准引线的横截面积改为4mm2，并且在校准报告中做了明确说明。最新颁布实施的对CISPR16-1的修改也建议使用4mm2截面积的引线。为了与国外校准机构的校准结果具有可比性，推荐使用4mm2截面积的校准引线。U缸eter= O. 5dB，服从均匀分布，包含因子是二币。当CISPR16-1-4转换为我国国家标准后，由于横截面规定为4mm2，此项不确定度分量
43、可以忽略。e)校准引线长度的影响吼GB/T 6113.1-1995没有明确的规定校准引线的长度，但是它必须足够长以包含放23 JJF 1155-2006 置在4m处的第二个吸收体，所以校准引线将需要4.5m或者更长相应的不确定度可以由使用不同长度的校准引线所做的测量获得。具体做法是在实验室外面对其中一个吸收钳的测量使用逐渐延长的校准引线从5.5m到9.5m产生小于O.3dB的变化，如果不校准引线的末端使用第二个的吸收体，其影响将会显著增加。f)第二个吸收体的影响(远端反射)mGB/T 6113.1-1995推荐第二个吸收钳作为吸收体放置在引线的远端附近，如图7.1中列举的F，试验证明它应i亥被
44、固孟丰f金国大约4m处，尽管这与移动吸收钳通过半波长的要求冲突。所别扭放宽桂刨眶主企茸端技费也主用吸收钳，使用一个吸收GB/T 6113.1 属板，但没有谈到个2mX2m的参考平面。区域将参考平面的尺寸O.3dB。这个尺寸看来不严格。试验表明使用铜板的效果要比EJ:27二O.2dB，均匀分布，包含因子走=巧。h)搞合对输出电缆的影响()cc从吸收钳到测量接收机的电缆有电压与校准引线祸合引起错误的结果，GB/T 6113 .1-1995说明这根电缆在它的每一端都有铁氧体套，当它从吸收钳出来时直接落到地面。电缆长度和铁氧体套的阻抗都将影响校准引线的传输线阻抗，尽管发生在吸收钳的后部其影响被减弱，被
45、搁合的输出电缆越靠近校准引线，影响就越显著。当电缆与吸收钳与没有吸收钳钳和两个吸收钳且结果表相比其差别可以是3dB，得两个以串联方式放值，10cm的放置吸收钳的用户外套的钳式铁氧收钳和使用作为个吸收钳作为远一步是以增加铁体组件后继续增件和一金一阔的到开m得个5板-3属在金的度定24 JJF 1155-2006 校准引线成直角且立即远离校准引线时将产生最小藕合，在校准中(见图7.4)将总是保持这个角度。由于输出电缆和它的铁氧体对结果可能有影响，吸收钳和它的电缆集合将总是被共同作为一个单元处理一起校准和使用。这项不确定度uEtu咱=O.2dB是通过改变输出电缆与校准引线之间的距离和角度得到的。服从
46、均匀分布，包含因子k=J3。i)扫频速度、吸收钳行走速度不匹配m使用含跟踪源的频谱仪扫频速率受分辨率带宽、频率跨度等因素的制约，不可能很快。吸收钳的行走速度由行走装置决定，最慢是lm/25s，与离散频率法相比，很多频点不能保证测出的是最大辐射电流。尽管可以靠增加往返次数来弥补，但测量时间过长，得不偿失。因此，必须在扫描速率、行走速度和往返次数之间做出取舍，由此引人的不确定度可通过与离散频率法校准结果的对比分析来确定。将扫描频率法与离散频率法得到的数据之差作为最大误差，服从均匀分布，包含因子走=J3。其标准不确定度U=:=O.5dB。j)频谱仪的幅度精度SA频谱仪的幅度精度要作为不确定度考虑，相
47、关信息来源于频谱仪的技术规范。U=频谱仪作为参考电平函数的相对幅度精度(dB)(D.18) 频谱仪田8593E在3勘3阳也的分辨率带宽时，显示刻度的逼真度自参考电平起O70dB范周内的对数最大累积为:t (O.3dB +O.Ol x偏离参考电平的dB数)。为避免参考电平变化引起误差，将参考电平固定为97dBV，直接与间接测量时相对于参考电平的最大偏离为40dB，代人公式(D.18)后得到U=O.7dB，服从矩形分布，包含因子走=J3。k)频谱仪的频率精度g频谱仪的频率精度也要作为不确定度考虑，相关信息来源于频谱仪的技术规范。U轧=频谱仪频率跨度精度(阳-Iz)x吸收钳插入损耗的斜率(dB/Mf
48、也)(D.19) U=O.2拙，矩形分布，包含因子走=J3。1)频谱仪内置跟踪源TA跟踪源引人的不确定度与输出幅度和频率相关，它们被作为直接和间接测量之间的相对差。眼踪源输出幅度稳定性通常是环境温度和输出功率的函数，在测试时的环境温度应保持基本恒定且输出功率不超过制造厂的额定值。uj!二跟踪源幅度稳定性(dB)(D.20) 频谱仪HP8593E内置跟踪源，输出幅度不确定度uj!= O.ldB，矩形分布，k=J3。25 JJF 1155-2006 跟踪源频率的不确定度UEq忽略不计。m)测量系统噪声SN假如频谱分析仪用在最大值保持模式，那么测量将偏移噪声包络的一半，它不同于吸收钳电路的输入和输出，应该执行检查，测量这个偏移的影响，如果相对小( 0.2dB)则能够将它作为一项不确定度看待。同时能够对噪声偏置进行修正，但不推荐这种做法，应该采取某些措施使信号噪声的影响最小化。校准时的峰值信
