SJ 21544-2018 军用可更换电子模块电磁干扰特性的控制要求与测量[电子].pdf
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1、中华人民共和国电子行业标准FL 0110 S121544-2018 军用可更换电子模块电磁干扰特性的控制要求与测量Requirements and measurements for the control of electromagnetic interference characteristics of military replac.eabJe electronic nlodules 2018 -12 -29发布2019一03一01实施国家国防科技工业局发布SJ 21544-2018 目;欠前言.111 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义、代号和缩略语.1 3.1 术语和定义
2、5.2 5.3 5.4 ).J 5.6 5.7 5.8 CS105M 5.9 CS106M 5.10 CSl12M 5.11 CS114M 5.12 CS115M 5.13 CS116M 5.14 RE101M 5.15 RE102M 5.16 RS101M 5.17 RS103M .24 10 kHz-100 -崎. 25 Hz- 100 kHz磁场辐射发府工工二.3610 kHz-18 GHz电场辐射发射.3825 Hz-100证Iz磁场辐射敏感度.4510旺也-40GHz电场辐射敏感度.47I SJ 21544-2018 目IJ昌本标准由中国电子科技集团有限公司提出。本标准由工业和信息化
3、部电子第四研究院归口。本标准起草单位:工业和信息化部电子第四研究院、中国电子科技集团公司第十研究所、中国人民解放军61569部队。本标准主要起草人:陈世钢、王伟勤、徐慧。II SJ 21544一2018军用可更换电子模块电磁干扰特性的控制要求与测量1 范围本标准规定了军用可更换电子模块电磁干扰特性的限值、测试设备、测试配置和测试步骤。本标准适用于军用可更换电子模块的论证、设计、生产、检测和订购。2 规范性引用文件下列文件中的条款修改单(不包含勘误3 术i吾和3. 1. 1 可更换电子模具有一个或一组可拆卸或可更换。3. 2 代号的引用文件,其随后所有的议的各方研究准。线电骚扰和抗扰度本标准中电
4、磁发射和敏感度项目用字写啸脚争前绍智EXXXM、CSXXXM、阻XXXM和RSXXXM表示,其中CE表示传导发射,CS表示传导敏感度,阻表示辐射发射,RS表示辐射敏感度:双X为表示项目序号的三位阿拉伯数字,与GJB151B-2013的项目序号相对应,代表相同的测试项目M表示电路模块。3.3 缩略语下列缩略语适用于本标准。ESD-一electrostaticdischarge,静电放电:LISN一-lineimpedance stabilization network,线路阻抗稳定网络;MDN一-moduledecoupling network,去祸网络模块;REM-一一replaceablee
5、lectronic module,可更换电子模块。1 SJ 21544-2018 4 一般要求4.1 剪裁对于在特定电磁环境内使用的REM,当具体电磁环境和工程分析表明本标准的要求不完全适用时,订购方可对标准的要求和测试方法进行剪裁,加严或放松要求,以满足整个系统的性能,提高效费比,降低成本。当要求改变后,可根据各具体应用对本标准的测试)i法进行相应的修改。剪裁的内容应列入阻M的规范、合同或订单中。4. 2 电磁干扰4.2. 1 敏感度在敏感度测试期间,REM应不发生任何故障或偏离规定的指示值,能保持要求的功能。4. 2. 2 发射REM按其采购规范要求工作时,产生的发射应不超过规定的限值。4
6、.3 测试4.3. 1 概述用本章和第5章中规定的测试程序、测试设施和设备来确定REM的符合性,并记录任何与本标准的偏离。4.3. 2 允差除另有要求外,允差如下:a) 距离:士5%;b) 频率:l:2%;c) 幅度:测量接收机,士2dB;d) 幅度:测试系统(包括测量接收机、传感器、电缆等),士3dB;e) 时间(波形):土5%; 电阻:士5%;g) 电容:士20%。4. 3. 3 屏蔽室和勤频吸波材料为防止REM和外部电磁环境相互影响,测试通常在屏蔽室内进行。屏蔽室应具有足够的屏蔽效能以满足4.3.5的要求:其尺寸应足够大,以满足4.3.9和有关测试方法中天线位置的要求。当在屏蔽室内进行辐
7、射发射和辐射敏感度测试时,为减小电磁波的反射,提高准确度和重复性,屏蔽室内璧应敷设射频吸波材料。射频吸波材料应位于REM上面、后面和两侧面的内墙壁上以及发射和接收天线后面的内墙壁上,如图l所示。吸波材料的性能如表1所示。2 SJ 21544-2018 射频吸波材料安装在测试配置边界上面、后面和两侧面对应的屏蔽室内壁上,且从顶板到侧壁均应铺满4. 3. 5 电磁当在屏蔽少低于规定的限的测量,流经该电如果在屏蔽室内磁环境电平。如果在屏蔽在电磁兼容性测试报告中记录4.3.6 接地平板4.3.6.1 概述REM测试夹具应安装在模拟REM实际情况的接地平板上。如果实际情况未知,或有多种安装形式时,则应使
8、用金属接地平板。除另有规定外,接地平板的面积不小于2.25m2,其短边不小于0.76m。如果REM安装中不存在接地平板时,REM测试夹具应放在非导电测试台上。4. 3. 6. 2 金属接地平板当阻M安装在金属接地平板上时,接地平板的表面电阻应不大于0.1mQ/口(最小厚度:紫铜板0.25mm, 黄铜板0.63mm)。金属接地平板与屏蔽室之间直流搭接电阻不大于2.5mQo 4.3.9中所示金属接地平板应搭接到屏蔽主屏蔽壁上或地板上,搭接间隔不大于1m。金属搭接条应是实心的,长宽比不大于5:1。在屏蔽室外测试使用的地面金属接地平板向四周的每个方向上至少应超过测试配置边界1.5mo (注30cm测试
9、天线乙:斗至平应电平境电环境导环传磁上电线兼容性测试报告中记录电的时间和条件下进行测试,并 晌测试结果。3 SJ 21544-2018 注:表面电阻在数值上等于正方形材料对边之间的直流电压与通过电流之比,与正方形大小无关,单位为nl口,又称方块电阻。4.3.6.3 复合接地平板当REM测试夹具安装在导电性复合材料的接地平板上时,则使用的接地平板的表面电阻与实际安装的材料相同,并用适合于该接地平板材料的搭接方法将其搭接到屏蔽室上。4. 3. 7 电源阻抗除另有说明外,所有测试方法都使用电源接口阻抗稳定网络为REM提供规定的电源阻抗。阻M与主电源(例如直流28V、交流220V)的接口应使用LISN
10、供电。LISN电路应符合郎,其阻抗特性应符合图30LISN的信号输出端口应端接500负载。LISN阻抗特性在下列条件下进行测量:a) 在LISN负载端电源输出线与LISN金属壳体之间进行阻抗测试;b) LISN的信号输出端口端接50Q负载:c) LISN的电源输入端空载。对于从机箱内背板二次电源接口(例如直流5V)取电的REM应通过去糯网络模块OvIDN)或机箱内的实际电源供电oMDN电路应符合图4。二次电源输出应使用MDN和阻性负载或实际的机架负载。电源接口处的阻抗稳定网络应处于供电末端和阻M之间的电缆槽内o电源、负载和/或实际的装置可以放在电缆槽内或屏蔽室外面(见4.3.9.7.2)。电源
11、8uF ._ .L 栅RF.M !+刊L ?五测量接收机的5Q 图2LISN电路图允差士20%nu nu l AU (q)何如型10k 100k 1M 10M 100M 频率(利z)图3LISN阻抗4 SJ 21544-2018 最小额定值z缸,200 V峰值反I:也压/ fL + f j 也说:只允许测,可改变测试4. 3. 8. 6 频谱当测试中产生进行。当在外场进行4. 3. 9 REM 测试配置4. 3. 9. 1 概述除另有规定外,REM的测试配置,则测试应在屏蔽室内5 SJ 21544-2018 屏蔽室墙体上的测试设备接口接口板连接器/板屏蔽电缆槽铜测试台图5需要接地的通用测试配置
12、5cm;离绝缘垫子接口板连接器/板屏蔽室墙体上的测试设备接口t h Ft nNH 屏蔽电缆槽铜测试台图6不需要接地的通用测试配置REM应安装在测试夹具中,该夹具提供与背板连接所需的接口,并将模块与背板电磁隔离。夹具用导电材料制成并与测试平台的接地平板搭接,以此将背板与自身辅助设备之间的电源、控制和信号接口与阻M的测试环境屏蔽隔离。图5为安装在屏蔽室内的阻M测试夹具,它与地干板搭接。REM与铜测试台之间电搭接,以模拟机架的安装,这些安装通过卡滑动和模形锁实现电连续性。图6为REM不接地的安装,REM的底面放在接地平板土方5cm处。4.3.9. 2 REM的状态REM的硬件和软件应具有代表性,并处
13、于典型功能的工作状态。可为软件补充辅助程序使其具有性能评估的能力。测试时针对REM采取的任何临时措施(例如增加滤波器、机壳外部贴铜箱、电缆采用防波套或磁环等)都应记录在电磁兼容性测试报告中。4.3.9.3 REM的搭接只有REM设计和安装说明中有规定时,模块外壳才能搭接到接口连接器或地平板。搭接条应与安装说明中的规定相符。4.3.9.4 带减震器的安装架如果REM实际安装时使用了带减震器的安装架,贝UREM应固定在该安装架上。REM随配的搭接条应搭接到接地平板或REM测试夹具上,两者中选择更能模拟REM的实际安装。当REM实际安装时没有搭接条时,则测试配置中应不使用搭接条。6 SJ 21544
14、- 2018 4.3.9.5 安全地当REM具有与安全地连接的外部端子、接头插针或设备接地导体并用于实际安装时,应将其连接到接地平板或REM夹具上,两者中选择更能模拟阻M实际安装的方式。其布置及长度应满足实际安装的要求。4. 3. 9. 6 REM朝向应将REM的最大辐射表面或对辐射信号最易产生响应的表面朝向测试天线。阻M既可以垂直也可以平行接地平板,默认位置为垂直于接地平板。用探头和频谱仪预测可确定REM的朝向。4. 3. 9. 7 REM电缆的结构和敷设4. 3. 9. 7. 1 概述与REM连接的电气接口应模拟机架内的背板和布线。如果安装有规定,或要求模拟背板的走线,21712?3222
15、如踹茸古罪摇;5222222日32:2232信息。4. 3. 9. 7. 2 互连线和导线应按对与背超过2.5m。对不经当没有规定个2m线段字型放置使用非导电支REM所类似的负载气或机械负载以保证有源负载端口用屏蔽匹配负4.3. 10. 1 概述对发射测试,阻M应工种不同状态(包括用软件控制进行评估。4.3. 10.2 可调谐射频设备的工作频率cm布置。对于所有电缆都用接地、平衡等)中存在可变的电肘,应采取措施卸的阻M,其天线作在最敏感状态。对具有几足够的多种状态测试,以便对所有电路测试应在下述情况下进行:在每个调谐频段、可调谐单元或固定频道范围之内,旺M都应工作在不少于三个频率上。其中一个是
16、频带的中心频率,另外两个是距每个频带或频道范围高端-5%、低端+5%的频率。4.3. 10.3 扩频设备的工作频率两种典型扩频设备的工作频率要求如下:a) 跳频。测试应至少在REM整个可用频率组30%的跳频模式下进行。跳频频率均匀分布在REM工作频率范围内的低、中和高三段;b) 直接序列。测试应在阻M以可能的最高数据传输速率处理数据条件下进行。7 SJ 21544-2018 4.3.10.4 敏感度监测在敏感度测试期间应监测REM的主要性能是否降低或误动作。监测通常使用机内自检(BIT)、图像和字符显示、声音输出以及其他信号输出和接口的测试来实现。允许在REM中安装专门电路来监测REM的性能,
17、但这些改动不应影响测试结果。4.3. 11 测试设备的使用4. 3. 11. 1 概述测试设备应符合各测试方法中的相关规定。任何选频测量接收机,只要其性能(如灵敏度、带宽、检波器、动态范围和工作频率等)满足要求,都可用于测试。典型的仪器特性见GB/T6113.101 0 示波器及其探头应具有足够的带宽、取样速率、动态范围等性能参数,能满足测试的需求。4.3. 11. 2 检波器在频域进行的发射和敏感度测试都应使用峰值检波器。峰值检波器在接收机通带内检测调制包络的峰值。接收机使用能产生相同峰值指示的正弦波的均方根值定标。当具有其他检波方式的测量仪器(如示波器、非选频电压表或宽带场强仪等用于敏感度
18、测试时,需对测量值加以修正,以便将读数修正为调制包络峰值的等效均方根值。修正系数可以通过比较检波器对有、无调制情况下具有相等峰值电平信号的响应来确定。4.3. 11.3 计算机控制的仪器应在测试报告中提供测试软件的制造商、型号、版本。4. 3. 11. 4 发射测试4.3.门.4.1 带宽发射测试应采用表2中列出的测量接收机带宽。该带宽是接收机总选择性曲线6dB带宽。不应使用视频滤波器限制接收机响应。如果接收机有可控的视频带宽,则应调到最大值。表2带宽及测量时间频率范围6dB带宽驻留时间m最小测量时间局kHz S (模拟式测量接收机)25日zlkHz 0.01 O. 15 0.015 s/Hz
19、 1 kHz10 kHz 0.1 O. 02 0.2 s/kHz 10 kHz 150 kHz I O. 02 0.02 s/kHz 150 kHz30 MHz 10 0.02 2 s/阳h30 MHzlG Hz 100 0.02 0.2 s/MHz 1 GHz 1000 O. 02 20 s/GHz 甜可选的扫描技术:在使用最大值保持功能且总扫描时间不小于以上规定的最小测量时间时,可以用多次扫描速度更快的扫描替代。4.3. 11. 4. 2 发射鉴别所有的发射不管其特性如何,即不论是宽带信号还是窄带信号,都应采用表2中规定的测量接收机带宽进行测试,并与本标准中的限值相比较。4.3. 11.
20、4. 3 频率扫描对于发射测试,每个适用的测试都应在整个频率范围内进行扫描。模拟式测量接收机的最小测量时间如表2所示。数字式接收机扫频步长应不大于半个带宽,且驻留时间符合表2规定。对于设备不是经常产生的发射,如表2的规定不足以捕捉到REM的最大发射,则应增加扫频时间。8 SJ 21544-2018 4.3. 11.4.4 发射数据记录发射数据的幅度-频率曲线应在测试时连续、自动地生成并显示。显示的信息应计入所有的修正系数(传感器、衰减器、线缆损耗及类似的系数)并包括相应的限值。绘制的发射测试曲线应具有被测频率的1%或两倍于测量接收机带宽的频率分辨率(取大者),最小幅度分辨率为1dBo4.3.
21、11. 5 敏感度测试4.3.11.5.1 频率扫描对于敏感度测试,应对每个适用的测试在整个频率范围内进行扫描。在敏感度扫描测试中,信号发生器的扫频速率和频率步长不应大于表3所示的值。速率和步长用信号发生器调谐频率m的倍乘因子表示。模拟式扫描指连续调谐的扫描,步进式扫描指依次调谐在离散频率点上的扫描。对步进式扫描,在每一调谐频率上至少驻留3s或阻M的响应时间(取大者)。为观察到可靠的响应,必要时应降低扫描速率和步长。频率范围4.3.11.5.4 应记录测不出现的情况下中:a) 当敏感现象出b) 继续降低干扰信号步进式扫描最大步长o. 05且不小于40dB)。飞,低电平时无/关比参数来应在敏感现
22、象刚好电磁兼容性测试报告c) 逐渐增加干扰信号电平韵母翩。回纽且对5干扰信号电平即为敏感度门限电平:d) 记录敏感度门限电平、频率范围、最飞在票市频率及其电平、其他适用的测试参数。4.3.12 测试设备的校准4. 3. 12. 1 概述测试所要求的测试设备和附件应按国家有关规定校准。除另有规定外,测量天线、电流探头、场传感器、LISN(阻抗要求见图3)及测量路径中的其他装置每两年应至少校准一次。4.3. 12.2 测试系统的校验在每次发射测试开始前,应对测试系统(包括测量接收机、电缆、衰减器、精合器等按照各项测试方法的规定,通过注入一个己知信号,监测系统的输出来校验系统是否正常。对于用相同的设
23、备进行多次、不间断的重复性测试,例如对REM不同工作状态的测试,系统只需校验一次。9 6 SJ 21544-2018 4.3. 12.3 天线和探头系数测量天线的天线系数按Gffi8815校准,场强仪探头按JJG(军正)24校准。4.4 测试结果的评定本标准中,对测试结果的评定以直接测试数据为准,不需考虑测量不确定度。对于电磁发射测试,测试结果小手或等于限值时为符合标准要求,否则为超标。对于电磁敏感度测试,如果按规定施加的干扰信号大于或等于限值且REM不敏感时,为符合标准要求。5 详细要求5. 1 项目分类本章规定了电磁发射和敏感度各项目的详细要求、限值和测试方法,并将项目分为CE、CS、RE
24、和RS四类。表4列出了各项目的编号及名称。表4电磁发射和敏感度测试项目项目编号名称CE102M 10 kHzlO阳z电源线、控制线和信号线传导发射CS101M 25日z150kHz电源线传导敏感度CS103M 15 kHzlO GHz天线端口互调传导敏感度CS104M 25 Hz20 GHz天线端口无用信号抑制传导敏感度CS105M 25日z20GHz天线端口交调传导敏感度CS106M 电源线尖峰信号传导敏感度CS1l2M 人体接触静电放电敏感度CS1l4M 4 kHz 400 MHz电缆束注入传导敏感度CS115M 电缆柬注入脉冲传导敏感度CS116M 10 kHz100 MHz电缆和电源线
25、阻尼正弦瞬态传导敏感度RElOIM 25 Hz100 kHz磁场辐射发射REI02M 10 kHz18 GHz电场辐射发射RS101M 25 Hz100 kHz磁场辐射敏感度RS103M 10 kHz40 GHz电场辐射敏感度5. 2 项目适用性和列出了基于阻M相关功能、电源分布结构、信号J控制接口、物理安装特性等提出的要求。和中的两个属性可能适用于同一个REM(例如对REM的总要求既包括在机架中的位置下的要求,又包括REM接口下的要求)。如果REM具备多个属性,则应选择最严的要求。REM的总属性确定了阻M的总要求。5. 3 项目说明所有频域限值都用等效正弦波均方根值表示。通常,测试方法适用于
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