DO-160G与DO-160F在EMC方面的对比分析（2020年7月整理）.pdf

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1、学 海 无 涯 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

2、求及测 试方法的规定。它由 26 章和 3 个附录构成，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 1.1 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

3、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 2.8 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。 学 海 无 涯 2 1.2 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

4、，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，从而确定设备等级。 1.3 第 16 章 电源输入 虽然在 MIL-STD-704F、GJB 181A-2003、GB 17626.11-2008 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 （C

5、F） 、 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。 学 海 无 涯 3 1.4 第 17 章 电压尖峰 当通过输出阻抗为 50的信号

6、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 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 1.5 第 18 章 电源线音频传导敏感度 该测试方法

7、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 学 海 无 涯 4 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

8、 AC 电流监测” ；删掉耦合变压器输出阻抗为 0.6的要求。 1.6 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

9、 “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。 1.7 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，并且在每根电源 线上连接一只 10 F 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。 学

10、海 无 涯 5 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

11、1.8 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 学 海 无 涯 6 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

12、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。 1.9 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能否按要求 工作。用针脚注入时，EUT 处

13、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 学 海 无 涯 7 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。 1.10 第 2

14、5 章 静电放电 当进行空气放电时，EUT 是否能按规定正常工作。该方法与 GB 17626.2-2006 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。