收音功放的EN55020测试

摘要：本文结合 EMC测试实例收音功放，详细介绍了EN55020的测试，包括测试项目，各项目的限值要求，测试实质以及测试步骤。

关键词：EN55020；限值要求；测试方法

引言

欧盟发出的官方公告称，声音和电视广播接收机及有关设备抗干扰特性限值和测试方法将由1994版升级为2002版，升级后的抗扰度测试标准为EN55020∶2002，将于2005年12月1日开始实施。标准升级后涉及到的产品包括激光视盘播放机(VCD、DVD机)、电视机、CD机、录音机、组合音响等与音视频相关的设备，几乎涵盖我国全部的出口音视频产品。充分理解标准要求及其测试方法对产品的设计开发具有非常重要的指导意义。

一、测试设备

德国罗德与施瓦茨公司的TS9980测试系统是目前世界上广泛采用的针对CISPR20/EN55020的自动测试系统。本文就TS9980的EN55020测试为例阐述EN55020的测试实质及其测试方法。

二、测试项目简介

TS9980系统的测试代号与 EN55020中测试项目的描述方法不同,便于理解表1列出测试代号及其测试项目:

表 1 测试代号与测试项目对照表

各项测试的测试实质：

S1:该项测试适用于带有外接天线端子的声音和电视广播接收机产品。通过信号发生器对受试设备的外接天线端子以传导的方式注入特定频率点的差模干扰信号，测试受试设备天线输入端的抗干扰能力。 对于调频收音机，该项测试分别在 FM频带内和FM频带外施加差模干扰。FM频带内干扰为调频干扰，测试被测设备的信号选择性。FM频段外干扰为调幅干扰，测试被测设备对外界各种干扰信号的抑制能力。

S2a:该项测试主要试测试受试设备的电源端、扬声器、耳机和其它音频输入输出端的抗干扰能力。通过阻容网络注入频率为150KHz～150MHz的连续差模干扰信号，测试受试设备 音频输入输出端口对射频差模干扰电压的 抑制能力。

S2b:该项测试与S1一样也是针对受试设备的外接天线端子的抗干扰能力。与S1不同的是S2b测试是通过感性网络对天线端屏蔽层即地线注入频率为26MHz～30MHz的连续共模干扰信号。

S3:该测试项目是评价产品在辐射干扰环境中的抗干扰能力。测试原理与IEC61000-4-3相似,对于高度低于70cm的产品,测试在带状线装置内进行；高度大于或等于70cm的产品,测试采用IEC61000-4-3的测试方法,限值仍采用EN55020的限值。

S4:该项测试是评价受试设备天线端的屏蔽效能。干扰信号通过吸收钳耦合到天线端的屏蔽层及天线端本身两种途径注入到被测设备。 干扰分别通过吸收钳和天线端本身注入到被测设备所经过的路径损耗之差就是天线端的屏蔽效能 。 FM广播接收机的干扰信号为接收频率频偏1KHz信号。

S5:该项测试评价受试设备对GSM移动电话脉冲信号的抗干扰能力。干扰信号为900MHz,3V/m的信号。

三、音频抗扰度特性判据 

声音接收机或电视接收机伴音通道的抗扰度是用骚扰信号的电平来判定的。该电平使声音输出产生规定的信号干扰比 ,规定调频声音接收机和调频伴音的电视接收机的信号干扰比为40dB。 

测量信号干扰比的步骤：
       1)给被测设备施加规定的有用信号，接收机正常接收信号，调节音量到参考输出功率(调频接收机喇叭端口参考输出功率为50mW)，测量此时输出电平,记为 S；

2)关闭有用信号，保持接收机的工作状态不变，测量此时被测设备的输出信号，记为N； 

 3)如果得到的S/N大于或等于43dB(40dB +3dB,其中3dB为裕量), 则被测设备的音频特性判据为43dB,如果S/N小于43dB,如25dB，则被测设备的音频特性判据为25dB。 

四、收音功放的抗干扰测试 

1.天线输入端差模电压抗干扰测试S1

1.1.天线输入端抗干扰限值

表 2 无用信号在FM频段之外的声音接收机内部抗扰度限值 

表 3 无用信号在FM频段之内的声音接收机内部抗扰度限值

1.2测试布置网

1.3测试步骤

1)按照测试布置连接好测试系统与被测设备；

2)按照信号干扰比测试步骤测量被测设备的信号干扰比S/N； 

3)关闭有用信号，施加干扰信号, 保持接收机的工作状态不变,调节干扰信号的电平，使达到被测设备的音频特性判据S/N,此时的干扰信号电平即为抗扰度电平。

2.射频电压抗干扰S2a 

2.1射频电压抗扰度限值 
       表 4射频电压抗扰度限值 
       2.2测试布置

2.3测试步骤

参考1.3测试步骤。

3.天线输入端射频电流抗干扰S2b

3.1天线端射频电流抗扰度限值

表 5天线端射频电流抗扰度限值

3.2测试布置

3.3测试步骤

参考 1.3测试步骤 。

4.辐射抗干扰S3 

4.1辐射抗扰度限值
       表6辐射抗扰度限值

4.2测试布置

4.3测试步骤

参考1.3测试步骤。

5.天线端的屏蔽效能S4

5.1屏蔽效能限值 

对FM接收机标准要求屏蔽效能大于20dB。

5.2测试布置 

5.3测试步骤

1)按照测试布置连接好测试系统与被测设备； 

2)有用信号通过电缆施加到被测设备的天线端,被测设备正常接收,调节音量使达到参考输出功率(调频接收机喇叭端口参考输出功率为50mW)，得到音频参考电平L；

3) 有用信号(非调制)和干扰信号同时通过电缆施加到被测设备的天线端，调节干扰信号输出使被测设备的喇叭端干扰信号电平达到一个易于得到的参考值W（W=L-40dB）,此时干扰信号的输出电平记为X；

4)干扰信号通过吸收钳耦合到天线电缆的屏蔽层,有用信号不变,被测设备工作状态保持不变, 调节干扰信号输出使被测设备的喇叭端干扰信号电平达到W,此时干扰信号的输出电平记为Y,Y-X即为被测设备天线端的屏蔽效能。

6.脉冲调制波抗干扰S5 

6.1脉冲调制波抗干扰限值

表 7脉冲调制波抗扰度限值

6.2测试布置 

6.3测试步骤 

参考1.3测试步骤。 

7.ESD、EFT

ESD、EFT的测试采用IEC61000-4-2与IEC61000-4-4的测试方法,大家对此已经比较熟悉，这里不再累赘。

五、重点难点分析

EN55020与一般的电磁兼容抗干扰标准不同，在这个标准中不是采用常用的四个性能判据来判定产品的抗干扰特性，而是引入信噪比作为性能判定依据。从上述测试可以看到S1,S2,S3,S5的测试都是基于信噪比的测量上。这几项测试都是先让受试设备在正常工作条件下获得一个参考的信噪比，然后注入干扰信号取代有用信号并调节干扰信号的电平使达到参考的信噪比，此时的干扰信号电平即为抗扰度电平。天线端的屏蔽效能也不是直接测得，而是通过测量干扰信号经同轴电缆直接注入到天线端和经吸收钳间接注入到天线端这两种不同注入方法之间干扰信号的损耗来评定天线端的屏蔽效能。理解EN55020测试的关键就在于理解各项抗干扰测试的评定方法。另外，在测试中还要注意区分不同测试之间干扰信号的频率范围。 

六、结束语 

音视频产品的抗干扰测试即将强制执行,只有了解抗干扰特性的测试本质与测试方法,在产品的设计开发阶段充分考虑各种干扰源并给予抑制,才能缩短产品的认证周期,顺利突破贸易壁垒。本文结合收音功放的抗干扰测试 ,详细介绍了音视频产品的抗干扰要求、测试本质与测试方法,希望能为该类产品的设计与测试提供参考。

参考文献：

[1]“Sound and television broadcast receivers and associated equipemet-immunity characteristics-Limits and methods of measuremet ；

[2]Electromagnetic compatibility-Testing and measurement techniques-Electrostatic discharge immunity test；
       [3]Elevtromagnetic compatibility-Testing and measurement techniques-Electrical fast trasient/burst immunity test。