CS116波形分析

摘要：主要对CS116的波形参数进行了分析。GJB151B-2013标准只规定了CS116典型的阻尼正弦波，但并没有规定其偏差范围，上升时间多少并未说明，实际应用中阻尼正弦波形和阻尼余弦波形都有使用。

GJB151B-2013《军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求与测量 》标准中CS116（10kHz~100MHz电缆和电源线阻尼正弦瞬变传导敏感度）项目典型的阻尼正弦波如图1所示。归一化的波形如下：

式中：f——频率，Hz； 

           t——时间，s；

           Q——阻尼因子，15±5；

按下述确定阻尼因子：

式中：Q——阻尼因子；

           N——周期数（例如：N＝2、3、4、5，…）；

           Ip——第1周期峰值电流；

           IN——衰减到50%左右时的峰值电流；

           ln——自然对数；

Ip按照图2确定。

图1  CS116典型的阻尼正弦波

图2  CS116限值

阻尼是指任何振荡系统在振荡中，由于外界作用或系统本身固有的原因引起的振荡幅度逐渐下降的特性，以及此一特性的量化表征。

CS116的目的是控制类似阻尼正弦的波形信号。阻尼正弦波干扰（有时是复杂的组合）是武器平台上的普遍现象，其既有可能来自雷电和电磁脉冲等外部激励，也有可能来自平台内部的电气开关。电缆上出现的波形有可能是由于电缆自身的谐振，也有可能来自平台上其他部位谐振产生的电压和电流。平台内部开关动作引起的瞬态信号也可能产生类似的波形。

CS116规定了不同频率点的阻尼正弦波，这是针对武器平台上可能存在的不同振铃频率的一个抽样。使用一个阻尼正弦波形序列的优势在于可以通过不同的波形属性评估不同的电路类型，从而可能产生一种*坏的效应。有些电路可能对峰值幅度产生响应，而另外一些可能对总的信号能量或者上升速率产生响应。

CS116规定的电流极限值电平涵盖了武器平台系统级瞬态环境试验中观测到的绝大部分感应电平。极限值曲线在低频处转折点频率是武器平台谐振频率*差的情形，低于该频率后响应幅度每十倍频程下降20dB。极限值曲线在较高频段的转折点频率是瞬态环境的频谱分量开始下降的频率。

阻尼正弦信号的阻尼因子导致在负极性和正极性上都能达到相当的幅度，因此没有必要切换注入信号的极性。

CS116规定使用第一个半正弦波的峰值和该峰值衰落接近50%的周期内的峰值。一些厂家采用阻尼余弦波形而不是阻尼正弦。由于波形前缘的快速上升，阻尼余弦波形相对于阻尼正弦波形更加严格。由于前缘效应导致波形畸变，测量阻尼余弦波形的阻尼因子Q时不应使用第一个峰值，而应使用下一个峰值（负极性）及该峰值衰落*接近50％时的负极性峰值，如图3所示。所有频率点都实现阻尼正弦波形并不是容易的事，而CS116虽然规定了典型的阻尼正弦波，但并没有规定其偏差范围，上升时间多少并未说明，实际应用中阻尼正弦波形和阻尼余弦波形都有使用。

图3  阻尼余弦波形