DO-160G与DO-160F在EMC方面的对比分析30769.pdf

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1、DO-160G 与 DO-160F 在 EMC 方面的对比分析 2010 年 12 月 8 日，美国航天无线电技术委员会（RTCA）特别委员会135(SC135)宣布 DO-160G 正式发布，同时宣布 DO-160F 失效。在此之前，SC135 曾对 DO-160 发布过 A，B，C，D，E，F 共 6 个版本，DO-160G规定了现阶段的所有航天设备测试电平及极限要求，不仅适用于一般航天器、直升飞机、商用喷气飞机、大型喷气式客机，而且还适用于欧航 A350XWB 和波音 747-8。DO-160G 等同于欧盟标准 ED-14G，是对机载设备环境要求及测试方法的规定。它由 26 章和 3 个

2、附录构成，涉及电磁兼容的是 1 至3 章、15 至 23、25 章。本标准规定机载设备在温度、振动、盐雾、电源输入、射频敏感度、雷电、静电放电等方面的要求及试验方法。下面通过 DO-160G 与 DO-160F 在涉及电磁兼容方面的对比分析，阐述 DO-160G 对机载设备的新要求及测试方法，以便为当前机载设备设计合理的测试方案。1 各章节分析 前 3 章部分 第 1 章测试目的及适用性，第 2 章术语定义，第 3 章测试条件。这 3 章内容为后面章节提供参考，对具体测试进行较详细的指导。在DO-160G 中，第 1 章强调附录中用户手册的重要性；第 2 章对测试设备分类进行详细说明，特别是在

3、中指出当设备属于特殊类时，只需按该项测试中要求较低的类即可；第 3 章对 EUT 敏感度测试配置的说明，特别强调 EUT 固化软件和一般软件在测试时按要求运行。第 15 章 磁场效应 验证 EUT 产生的磁场对环境的影响，通过罗盘指针或磁场探头进行指示其大小，也被称为“磁阀”。试验时将 EUT 沿着东西连线方向逐渐接近标准罗盘，直到观察指针产生一度的偏移，测量其间距从而确定“设备分类”。根据间距从小于 30cm 到大于 300cm 将设备分为 5 个等级（Y，Z，A，B 和 C）。在 DO-160G 中，对图 15-1 试验测试配置进行修改，以便确定当罗盘指针偏移 1时罗盘与被测设备间的距离，

4、从而确定设备等级。第 16 章 电源输入 虽然在 MIL-STD-704F、GJB 181A-2003、GB 中均对电源特性的电磁兼容试验进行相关论述，但各标准对 EUT 施加的测试信号、EUT状态、试验方法存在较大差异。在 DO-160G 中，当交流或直流电源在不同条件变化时，测试机载设备在正常和应急状态下能否按要求正常工作。该部分将设备分为 4 类（A，B，D，Z），对于交流供电设备，又分为定频（CF）、窄变频（NF）、宽变频（WF）。由于飞机电源系统的不断发展，本部分在最近 10 年进行较大的修改。在 DO-160E 中，为便于使用和理解，该章分为直流和交流试验2 部分，并增加负载设备对

5、飞机电源系统的影响和交流供电设备的直流测试项目。DO-160G 中增加 270V 直流电源系统测试项目。在DO-160G 中，对多种电源供电的设备测试、交流供电设备的短时中断、三相交流供电设备的每相浪涌试验、涉及短时中断试验的表 16-1，16-2，16-3、测试信号源电压误差进行修改。第 17 章 电压尖峰 当通过输出阻抗为 50的信号源输出干扰信号到 EUT 电源输入端口并持续 1min，测试设备是否按要求在试验期间和试验后正常工作。干扰信号为上升时间小于 2ms，持续时间大于 10ms 的尖峰电压。该测试方法与 MIL-STD-461F 中的 CS106 相似。本章将 EUT 分为 2

6、类（A，B），A 类的测试电压为 600V，而 B 类电压则是交流有效值的 2倍，或者直流电压的 2 倍，或者是两者之和，最大值为 200V（见图 1）。在 DO-160G 中规定试验时信号源至少产生 50 个正尖峰和 50 个负尖峰。图 1 电压尖峰波形 第 18 章 电源线音频传导敏感度 该测试方法与MIL-STD-461F中的CS101类似，试验频率为10Hz150kHz，试验电压根据试验频率分为大小不同的几段，扫描的频率步进为 30（每 10 倍频程），并且在每一频点驻留 1min。本部分将直流供电设备分为 3 类（R，B，Z），将交流供电设备分为 2 类（R，K），其中 K 类包括为

7、定频（CF）、窄变频（NF）、宽变频（WF）3 类。DO-160G 将 DO-160F 结尾的注释和备注放在新的用户手册部分；删掉测试信号输出功率为 100W 的极限值，而用峰值为 36A 的电流极限；修改了测试布置图，以便能在合适的位置进行“可选的 AC 电流监测”；删掉耦合变压器输出阻抗为的要求。第 19 章 感应信号敏感度 设备和互连电缆受到音频电场、磁场和瞬态电压尖峰的影响时，能否按要求正常工作，本部分将 EUT 分为 4 类（A，B，C，Z）。而对于交流供电设备，根据工作频率分为定频（CF）、窄变频（NF）、宽变频（WF），在前面 4 类字符后加上 C，N，或 W 则为相应的交流供电

8、设备类型。试验频率是根据设备类型而定的，不同的设备类型，试验频率范围不同。频率扫描速率为 30（每 10 倍频程），并且在每一频点驻留 10s。DO-160G 中澄清该测试不适用于电源输入电缆或电线；增加“设备的电场感应”测试，对于所有设备施加单次有效值为 170V 的 400Hz电压，并增加相应的试验配置图；增加开关瞬态感应测试图，测试时尖峰信号幅度可以变化，并且可以小于 600Vpp。第 20 章 射频敏感度（传导和辐射）本章包括传导敏感度和辐射敏感度测试，试验时施加到 EUT 上的干扰信号为连续波、方波调幅信号和脉冲调制信号。测试配置时，需要线性阻抗稳定网络串接在电源线和 EUT 之间，

9、并且在每根电源线上连接一只 10F 的电容到地。除非有其他规定，否则试验时要求互连电缆长度大于 3.3m，电源线长度小于 1m。图 2 为辐射敏感度的测试配置图。传导敏感度测试方法与 MIL-STD-461F 中 CS114 相似，此处 EUT分为 7 个不同的类，测试频率为 10kHz 400MHz，要求进行 2 次扫描，一次为连续波，另一次为方波调幅信号。辐射敏感度测试方法与 MIL-STD-461F 中 RS103 类似，将 EUT 分为 10 个类，测试频率为 100MHz 18GHz，要求发射天线与 EUT 间的距离为 1m。DO-160G 增加了用户手册；要求 EUT 的每个面均应

10、受到相同的辐射，对于无法进行的面应在测试报告中注明；澄清了测试天线与EUT 的距离要与校准时一致。图 2 辐射敏感度试验配置 第 21 章 射频能量发射 用峰值检波对 EUT 的射频发射信号进行测试，包括传导发射和辐射发射。本章将 EUT 分为 6 类（B，L，M，H，P，Q），试验配置需要线性阻抗稳定网络串接在电源线和 EUT 之间，并且在每根电源线上连接一只 10F 的电容到地。除非有其他规定，否则试验时要求互连电缆长度大于 3.3m，电源线长度小于 1m。传导发射，测试频率为 150kHz152MHz，试验时将电流探头卡在电源线和互连电缆上，探头与 EUT 的距离为 5cm。辐射发射，测

11、试频率为 100MHz6GHz，采用线极化天线在水平和垂直 2 个方向上进行，要求测试时转台旋转 1 周接收机扫描 200次。DO-160G 中增加用户手册；增加新的 Q 类极限，用以保护 VHF和 GPS 接收机，但对 P 类中的传导发射“HF notch”不适用；改变测试带宽从 100kHz1MHz，以前版本在 1GHz 时才用该带宽，而在DO-160G中960MHz则使用该值；取消测试频率大于960MHz的10kHz带宽选项，而用高增益预放代替。第 22 章 雷电感应瞬态敏感度 通过针脚和电缆束注入到 EUT 连接器针脚、互联电缆和电源线各类模拟雷电感应瞬态波形，判断在试验期间或过后设备

12、能否按要求工作。用针脚注入时，EUT 处于加电工作状态，试验后检查 EUT 是否正常。电缆束注入模拟瞬态信号通过电缆感应或地感应到 EUT 互连电缆和电源线，测试时要求 EUT 与地绝缘。施加到 EUT 电缆或线上的信号要求在每个极性至少进行 5min。瞬态信号为单击信号或组合信号（单击信号、多击信号、多脉冲群的组合），根据针脚注入、电缆束注入和测试信号波形进行 EUT 分类。DO-160G 中增加用户手册部分，本章中许多注释和备注被移到用户手册；删除利用针脚注入测试波形来确定源阻抗的“电阻法”测试；增加电缆束测试波形 6，仅适用于多脉冲群测试；修改针脚注入校准和测试配置图。第 25 章 静电

13、放电 当进行空气放电时，EUT 是否能按规定正常工作。该方法与 GB 中相似，但此项试验要求 EUT 搭接到地，并且仅进行空气放电，测试点为人员容易接触到的地方，对测试点进行 15kV 的正负极性空气放电各 10 次。DO-160G 中对测试点进行澄清，特别指出，连接器的针脚不进行该项测试。结 语 RTCA/160 和欧洲的 EUROCAE/ED-14 标准等同，其中规定了机载电子设备电磁兼容要求。为适应不断发展的航天机载电源系统和电磁兼容测试技术，人们不断对测试等级、要求、测试方法进行修改。同时 SC135 将在 DO-160 的下一新版本发布之前，编写关于所有部分的用户指南。通过对 DO-160G 与 DO-160F 的对比分析，为用户对机载设备测试方案的设计提供了参考。