一款开关电源传导测试结果异常分析
-- 曹加良（TDK华南电磁兼容中心）
一、 前言
偶然的一次测试工作，发现了传导测试结果差异很大的状况。产品是330W开关电源，单相交流3PIN输入，DC20V输出（负载是纯电阻）。 当使用不同的限幅器、LISN和接收机时，得到相差50dB的结果， 而限幅器、LISN、接收机都有经过校准且合格， 这个差异就显得很不可思议。为此，我们做了深入的分析测量。
二、 问题概述
测试连接图：
切换不同的接收机和LISN以及限幅器， 发现几种组合，测试结果偏差比较大，大多数情况测得值要么很高， 要么很低， 如下两幅图：
测得值高：
测得值低：
1MHz之前差异非常大， 差值最大接近50dB@0.19MHz。
三、测量分析过程
缩减问题发生范围：
1． 用示波器测试EUT供电电源波形， 正弦波品质很好。 切换不同变频电源， 实验结果可复现（高低两种不同的结果）， 排除EUT供电电源问题。
2． 把全套设备和EUT转移到不同的屏蔽室和电波暗室， 测试也可复现（高低两种不同的结果）， 排除屏蔽室场地/接地系统的问题
3． 换不同型号的EUT测试， 使用不同传导测试接收机都只能得到测得值低的结果， 完全没有测得值高的状态， 判定此330W适配器一定有特别之处
4． 在其他状态都相同的情况下， 切换不同的LISN测得值均无明显变化， 无论其测得值为高状态或者低状态， 判定LISN型号与此测试结果异常无关。
5． 用梳状信号源测试不同组合的LISN+传导测试接收机， 所得结果一致， 且无异常。
判定测试结果异常与EUT自身， 限幅器， 接收机三者的组合相关。
四、多种组合测试
既然判断该测试异常，由EUT、LISN、接收机三者组合不同导致，那么我们就制定了若干测试计划， 系列测试结果如下：
|
测试序列
|
所用硬件 |
测量结果@***MHz |
|
组合1 |
无limiter+安捷伦频谱（E4403B）
|
99.1 dB@0.19MHz |
|
组合2 |
无limiter+R&S接收机（ESCI7 ）
|
51.8 dB@0.19MHz |
|
组合3 |
安捷伦limiter（11947）+安捷伦频谱（E4403B） |
99.2 dB@0.19MHz |
|
组合4 |
安捷伦limiter（11947）+R&S接收机（ESCI7 ） |
99.3 dB@0.19MHz |
|
组合5 |
R&S limiter（ESH3-Z2）+安捷伦频谱（E4403B） |
99.3 dB@0.19MHz |
|
组合6 |
R&S limiter（ESH3-Z2）+R&S接收机（ESCI7） |
52.2 dB@0.19MHz |
|
组合7 |
Schwarzbeck limiter（VTSD9561）+R&S接收机（ESCI7） |
52.1 dB@0.19MHz |
|
组合8 |
EMtrace limiter（PL00902）+R&S接收机（ESCI7） |
52.1 dB@0.19MHz |
|
组合9 |
20dB衰减器+安捷伦频谱（E4403B）
|
51.9 dB@0.19MHz |
|
组合10 |
20dB衰减器+R&S接收机（ESCI7）
|
51.9 dB@0.19MHz |
|
组合11 |
20dB衰减器+安捷伦limiter（11947）+安捷伦频谱（E4403B） |
51.8 dB@0.19MHz |
|
组合12 |
20dB衰减器+安捷伦limiter（11947）+R&S接收机（ESCI7） |
51.9 dB@0.19MHz |
|
组合13 |
20dB衰减器+ R&S limiter（ESH3-Z2）+安捷伦频谱（E4403B） |
51.8 dB@0.19MHz |
|
组合14 |
20dB衰减器+ R&S limiter（ESH3-Z2）+R&S接收机（ESCI7） |
51.9 dB@0.19MHz |
|
组合15 |
德国惠美（HAMEG） LISN（HM6050-2）内部 pulse limiter inside+安捷伦频谱（E4403B） |
71.9 dB@0.19MHz |
|
组合16 |
德国惠美（HAMEG） LISN（HM6050-2）内部 pulse limiter inside+ R&S接收机（ESCI7） |
72.0 dB@0.19MHz |
|
组合17 |
德国惠美（HAMEG） LISN（HM6050-2）不使用内部 pulse limiter+20dB衰减器+ R&S接收机（ESCI7） |
52.1 dB@0.19MHz |
上表测试结果分析：
组合9-10采用逐步增加衰减器值的方法。 组合9在衰减器值较小时，测得值与衰减器值成反比，直到衰减器大于18dB，结果才稳定。组合10无论衰减器值大小，测试结果都是稳定的。
由于衰减器是纯电阻网络，而且组合9-10（@20dB）结果一致，我们有理由相信该结果就是准确值。 至于组合9在衰减器小于18dB时的表现，我们咨询过是德（前身是安捷伦），这款频谱仪输入端也有Pulse limiter（该情况刚好对应组合1结果）。
组合11-14说明了，只要在RF前端有足够的衰减器，那么测量值就是稳定的（且跟前面“准确值”相同）。
组合2虽然也能得到很好的结果，但不可取，没有Pulse limiter很容易烧毁接收机。
综合上述结果（特别是组合4、5），我们有理由怀疑该EUT与Pulse limiter的匹配是出现问题的原因（使用梳状信号源测试没有问题）。所以我们找了多款Pulse limiter（组合6、7、8、16、4），以其结果跟组合9、10对比。
五、结论
1， 当不确定传导测量结果是否准确时，可以采用逐步增大RF前端衰减器（组合9，10）的方法，重复测试，直到测试值稳定。
2， 使用R&S limiter、Schwarzbeck limiter、EMtrace limiter（组合6，7，8）测量得到的值，与组合10基本一致，这三个限幅器的测量值也都是可信的。
附件（部分测试数据）
组合6测试结果
组合8测试结果
