美军用标准MIL_STD_461C与MIL_STD_461B的比较

1 0 9 0年第 i 期 宇航计测技未 总第49 期 美军用标准M IL 一S T D 一4 61 C 与M IL 一S T D 一4 6l B的比较 汤 日 波 (航空航天部二院二O 三所 ) 文 摘 本文叙述了美军标准M I L 一5 r D 一 4 61 C与M IL 一 S T D 一、61 B 间的差别 、 新增内容 和删减内容 。 比较主要是在其第 一 部分和第二部分进行的 。 美军标准 M IL 一 s T D 一 46 1 B是为美国全军 、 采购 电子 、 电气和机电设备时 能 有 效 地 检查其 电磁辐射特性和 电磁敏感性而 制订的文件和技术要求 , 它包括测量和确定上述设备 电 磁干扰特性 (辐射和敏感度 ) 的要求和测试极限值 。 通过它的实施可保证设计者能充分考虑 干扰控制问 , 从而使符 合本标准的设备在复杂的 电磁环境中能兼容地工作 。 美国的电磁兼 容工作开展很早 , 美军方也最 早制订了电磁兼容性文件。 经过几十年的修改与补充 , 这些文 件制定的技术指标在国际上是最为先进的 。 我国的电磁兼容工作刚刚起步 , 借鉴美国军标来 制定我国自己的军用标准以及开展电磁兼容工作 , 对推动发展我国的电磁兼容技术 , 是极为 必要的 。 M IL 一 s T D 一 4 6 1B 是 1 9 7 5年在M I L 一 S T D 一 4 6 lA的基础上修改而成的 。 经过十年 的 使 用 , 陆续发现了一些问题 , 1 9 8 6年 8 月美国国防部公布了 M I L 一 S T D 一46 1 C , 用以取 代 M IL - s T D 一 46 1B 。 M I L 一 s T D 一 4 61 C沿用了M IL 一 s T D 一4 6 1 B的格式 , 仍包含十个部分 , 每一部分对 各种类型 、 级别的设备 、 子系统 分别提出要求 。 二者的主要区别是M IL 一 S T D 一 4 6 1C 增 加 了 三项对电磁脉冲的要求— C S1 0 (插头注人 ) , C S n (电缆注人 ) 和R S 05 (辐射瞬变 ) ,另外还有一些小的 修 改 。 在 公 布 M I L 一 S T D 一 46 1 C的同时 , 也对M IL 一 S T D 一4 62 增加了公告 5 , 用于规定新增的C S z o 、 CS ll和 R S 0 5 的侧试方法 。本文将对 M IL 一S T D 一 4 6 1 C和M I L 一 S T D 一 4 6 lB 的第一部分和第二部分作一比较 , 列出差别 , 以便于更好地理解M IL 一 S T D 一4 6 1C 的内 容 。 其他部分的修改亦就显而易见 。 一 、 在第一部分 中 1 。 在 2 。 1节中 , 将原政府文件M IL 一S T D 一 7 0 4 (飞机电源特性 ) 增列人本节军 用标准部 (上接第 54 页 ) b e u s e d n o t o n ly a s e le e t r o 一 m a g n e t ic f ie ld s t a n d a r d , b u t a ls o a s a s u r o m e n t e q u iPm e n t s in f r e q u e n e y r a n g e f r o m sk H z 3 0 0 M H z 。 EM C T h e C r e 一 a t e d m a x im u m f ie ld 一 s t r e n g t h 1 5 n g t h e a n b e c a lc u la t e d by in Pu t 3 0 O V / m 。 T h 。 v a l u e t 0 o f Po w e r o r i n Pu t v o lt a g e b e s t h e m e a s u r 。 。 o f d e e r e a s in g t li e in P V S W R , g iv e s t h is f ie ld 一 s t r e 一 。 1 t a 1 5 0 d e s e r i- t h e r e s u lt s o f Pe r f o r m a n c e m e a s u r e m e n t , a n d a n a ly z e s o f g e n e r a liz e d r o o t 一 m e a n 一 。tl u a r e . U t t h e sys t e n l u n C e r t a l n ty by m e a n s S u b ju e t te r m s E le e : r ie fie ld s t r e n g t } , , E l e e e r o ln a g , l e t ie e o . : 、Pa t ib ilit y , M e a s u r in g o t a n d a r d , r l ’ e * t * e t 一 6 0 一 分。 2 . 在 3 . 3节中 , 互联导线 , 增加定义 了控瓶线和信号线的区别 。 3 . 在 4 . 3 . 1节 中 , 定义了滤波要求。 M IL 一S T D 一 4 6 1B规定 , 如果必须用线 一地滤波器 , 则限定为“o H “和 4 00 H “最大线 一地 电容值 ; M IL 一S T D 一 4 6 李C 在本节 中 , 仪 对 海 军 提 脚了 6 OH z 和 4 00 H z 滤波器最大线 一 地电容值要求 。 此外 , 又增加一项说明 “军需采购单位将确定 对 A l级设备和子系统这一要求的适用性 ” 。 M IL 一 S T D 一 4 6 1C 在第六部分中增加了仅对潜艇的附加要求 。 它限定了在球 H z 时测得 的 直流 电源到 地 的 电容 (漏电容和滤波 电容) 最大不得超 过 0 . 02 !, F / k w , 它 也 限 一定 了 在 1 kHz 接负载时测得的直流设备到地的 电容 (漏电容和滤波电容 ) 最 大 不 得 超 过 0. 。了5“F / k w 。 4 。 在 4 . 8节 中 (采购已满足其他 E M I 要求的设备和子系统 ) , 对海军采购增加了一个 附加要求 , 即要求对各种类型产品应实施M IL 一 S T D 一 4 6 1 C 中各种极限值的测量 , 一 但是这些设 备还必须满足以前采购时的 E M I 要求及有关极限值 (除非另有规 定) 。 在 M IL 一sT D 一 4 6 1C 中的表 1 一 工中增列出了三个新的要求 , 它们是 C S 10 —传导敏感度 , 阻尼正弦瞬态信号 (插头注人 ) C S n —传 导敏感度 , 阻尼正弦瞬态信号 (电缆注入 ) R S 0 5—辐射敏感度 , 瞬变 电磁场 5 . 6 . 1节 , 是 M IL 一 S T D 一4 6 1 C新增加的一节 , 说明本标准的用途 。 6 . M IL 一 S T D 一 4 6 1 C中6 . 2节基本与M IL 一 S T D 一理6 1 B 中的 6 . 1节相同 , 但提出了 资 料 类 别要求 , 其资料类别号由M IL 一 S T D 一 4 6 1 B 中的D l 一 R 一 7 0 6 1 、 D l一 R 一 7 0 6 2 和 D l 一 R 一 了0 6 3 改成 D l 一 E M C S 一 5 0 1 9 9 、 D l 一 EM CS 一 8 0 2 0 0和 D l 一E M C S 一 8 0 2 0 1 。 控制测试计划不IJ测试报告 的资 料 内容保持与M IL 一s T D 一46 1 B 中的基本相同 , 除了在控制计划中的 1 0 . 2 . 6节中 (分析 ) 删除了 要求的修改 , 在新的控制计划中 , 有关修改控制计划的内容也删除了 。 二 、 在第二部分 中 军标的第二部分 , 是对机载设备和子 系统及其有关地面辅助设备 ( A l 级 ) 的电磁兼容 要求 。 All L 一 sT D 一 4 6Ic 在表 2 一 工和表 2 一 互中增加了A l 级的一个新类 , 即供空 军 使 用 的 A l h级A 3 设备 。 表 2 一 五中也增加了C S l o 、 CS I一和 R S o s要求。 海军所需的 A IC类和 A l f类设备必须符合本标准 , 第五部分 中水面舰船应用 A 4 级设备 。 表 2 一 l 中 给 出 了对陆军 使用的A l 级设备及子系统的要求 。 我们应注意陆军表 2 一 皿 中并没 有 反 映 CS o g 、 C S 1 0 、 C Sl l 、 R E 01 和 R S0 5这些项 目的测试 。 下面按照测试项 目 , 分别 讨 论 入IIL 一 S T D 一 4 6 1C 的改 进 。 1 。 C E 01 这一测试极限值 , 在交流导线上测量的最大有效带宽改成 “电源基 频 加 电源 频率的20 % ” , 对交流电源线的 75 H z 带宽保持不变 。 现又扩大了这 一 要求的适 用 性 , 可 以 用于甚低频设备及子系统的机载设备与子系统 。 2 . C E O3 、 C S 0 3的窄带测试极限值没有改变 , 但供海军或空军使用的 A le 类设备和子 系 统的这一测试极限值放松了 1 0 d B 。 CS 0 3的宽带测试极限改成针对海军和空军的 设 备 。 图 1 一 6 1 一 给 出了这些变化 。 3 . C E0 6 除 下述要求外 , 其他基本要求均相同 。 在传 导发射 试 验 中 , 发 射 机 (按 键 口口“、、、 一注 : 海军或空军所铆驹 --- AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA le . 类设备和子系统 ,,气气 卜 、、 }西李毛 _ _ ___ 曲线2 将在整个频段段组组 交\ ///////////////////// 放松IOd BBB、、、姆牟和至车 ) ’’’ 霭霭 、卜卜入入入身身 / 、、、、 乞乞 曲线 ,lll 、、诀袄袄袄袄(((陆军 ))))))))) \\\\\\\LLLLL、、、、、、 !!! ,,,, . . . . . . . . . . . . . 曰 ............... 频频频频率丈MH z ))) 图 1 C E 03 的宽带发射极限 状 态 ) 的 2 次和 3 次谐波 (在 测试取样天线端 ) 应抑制到5 。 + 一0 lo g p , 而 在 入IIL 一 S T D - 4 6 1 B中的要求 是 4 0 + l o lo g p 。 4 . c E0 7 基 本 要 求 不 变 。 但是 , 任何传导开关的尖 锋持续期大于 或 等 于 5 0邓 者 还必须满足 M IL 一 S T D 一70 4 中 的瞬变要求 。 5 。 CS 01 基 本 要 求 不 变 。 但对海军采购 , 如得到上 级的允许 , 且设备 / 系统内部没 有敏感度为1 00 m V 或敏感度更高的电路 , 对交流导线的要求可 以删除 。 而 M IL 一 S T D 一 4 6 1B 没 有对交流导线放松这一要求 。 另外 , 30 H z 至 1 , sk H z 的极限值改为I V (有 效 彼 ) , C S 01 在 50 k H : 的极限值改为 I V (有效值 ) , so k H z 的 I V 的极限值与 M IL 一 S T D 一 4 6 1B 的相 比 较 是放 松了 。 因为M IL 一 S T D 一 4 6 1 B 中50 k H : 时要求的极限值为电源电压的 工% , 例如 , 若为 1 2 0 V 交流 电源 , 则 50 k H : 极限值在 M IL 一 S T D 一 4 6 1 B 中要求为 1 . 2 v 。 6 。 C s0 6 适用性保持不变乙相对于尖锋幅度而言的测试极限值保持不变 , 但新的 标 准 中增设了20 %的脉冲宽度容限 。 表 1 中给 出了 M IL 一 ST D 一 46 1 C与 M I L 一 ST D 一 4 6 工B 的 比较情 况 . 新的C S 06 特别规定 由图 2 所示和表 1 所定义的测试尖锋信号加到交流和直流 电 源 输 人 线的每相位置时 , 时间不得少于 1 分钟 , 总的测试时间不得超过 15 分钟 。 这个新规定的测试 时间限制取代了M IL 一 S T D 一46 2中所定的值 (每相位置 5 分钟 , 总时间不超过30 分钟 ) 。 ƒ、„盆;工娟卿之工白 OOOOO , 6 3攻攻IH zzzzz \\\\\ }}}}}}}} ,,, ///// \\\ /////////// , 0 . 价 1 . _ _ _ . 了 矛 、= I n 只. o t 0 . 0 1 0 . 1 10 10 0 S石V ( 2 万 ft ) 频率 ( MH z ) 尸IN 干扰电流 †nŽ‘Ž口 二谓ƒ州„瑞翻擎拭长嚼 图 2 C8 06 与 R 8 02 中所采用的脉冲波形 图 3 C 8 10 和C 8 11 的极限值 M I L 一 s T D 一 4 6 1C 的 1 1 . 2 . 1节删去了 M I L 一 S T D 一 4 6 1 B 中设备和子 系统的 电源 输 入用压敏 电阻来保护 ( 电阻随尖锋信号增大而增大 , 起保护作用 ) 并满足 C S0 6要求 的 内 容 。 7 . C SI 。、 C Sl l和 R S 05 这三项是新增的内容 , 其意义分别如下 : C S 10 —传导敏感度 , 阻尼正弦瞬变信号 (插头注人 ) 表 1 . . . . . 口. . . . . . . . . . . . 月. . . 目. . . . ‘习. . . _ 二 J . . ‘ . . . . J ‘ . 月. . ‘‘ . . . ‘ . 喇小 . . . 石田刚 . . 目 . . . 日. . . . . . 月曰. ‘ . . . . . . . . ‘山闷.—- - - -一一 {- - - -一_ ! 一 ‘)吕 一孚 _ _ _二 _用竺 _ _ _ 匕 _ 竺_ _ _竺_ _ _ _ _M IL 一 S T D 尖锋 l 2 0 0 V 军 成 1 0林s一 逸6 IB 尖锋 2 2 0 0 V M IL 一 S T D 尖锋 3 2 0 0 V 空军 、 海军 所有初构 海军 、 空军 ( 1 5 林s 8 ~ 1 2卜s 一 4 6 1 C 尖锋 4 2 0 OV 1 2、 1 8 协S C S ll—传导敏感度 , 阻尼正弦瞬变信号 (电缆注入 ) R S OS—辐射敏感度 , 瞬变电磁场把这三条加人M IL 一 S T D 一4 6 1 C , 目的是强调对电磁脉冲 (E M P ) 的防护 。 增加 这 三 条 内容是首次将 E M P要求的内容设人 E M C文件巾 。 由于增加了这 二 条 内 容 , 使 得 M I L 一 S T D 一 46 2又增加了一个新的公告 5 , 用于规定如何进行这三项测试。 图 3 和图 4 给出 了 C S 10 和 C S ll 随频或变化的测试极阳位 。 图 5 给出了 R S os随时间变化的骊射场 电平 。 ! 0 0 0 0 000 . 6 3M LLL { “’’’ !!! \ {{{{{{{ ,,, ///// \\\ /// _________ 00场10血U 0 . 0 1 0 . 1 娜率 图 4 荟日谷八Aˆ田留娜帐长嘱 1 。 10 10 0 MH 名 ) P IN 千扰电压 、、、、、、泪泪 洲洲kkkkkkk““掀掀 \\\\\\\公公公公公公由由由 洲洲、、、、一一心心心 洲洲、、一一 3333333Ok 5 0 kkk 频率 ( H 么 ) C S 1 0的极限值 {{{{{ }}}一 r - - - - - - - 一乍丈处二二 考 , _ 』. I E 。议 侧 S X脚州介行李昌 3 0 X I『 , 七 55 0 X l『 图 6 R E 01 的极限值 图 5 R S 05 的 极限值 8 。 R E 01 这 一 要求已扩展到可应用于海 军 具 有很低频设备和子系统的飞机上的设 备 与 子 系 统 。 R E0 1的极限值经修改如图 6 所示 。 注 意 在 5 00 H z 至 so k H z 的频率范围内 , 极限值有所放松 。 9 . R E0 2 除 以 下内容 , 其他要求基本 不 变 。 M I L 一 ST D 一 4 6 1 C分别列出表格 , 指 出 哪条曲线是 适 用于 陆军 、 海军和空军的极限值 , 而且对窄带和宽带 发射极限值都增加了极限放松亿 , 图 7 和图 8 给出了 这些变化 。 M I L 一 S T D 一 4 6 1B 对 R E 02 窄带极限值没有任 何 极 50肠40 30201D 万日渊 限放松值 , 但对宽带发射中的 曲 线 # 2 有 l o d B的放松值 。 1。。 R E 03 除下述内容外 , 基本没有变化 。 发射机的二次和三次讲波发射应抑 制 到 5 0 十 10 lo g P ( d B )而不是M I L 一 S T D 一 4 6 1 B中的 4 0 + 2 0 压o g p 。 1 1 , R S叫 的适用性基本不变 , 相对尖锋幅度的测试极限值也 与 M I L 一 S T D 一 4 6 1 B 中 的 相同 。 但是 , 正如C S 06 中的情况 , 增加了 20 %的脉冲宽度容限 。 表 1 给 出了极限值 和 应 用 范围 。 1 2 . 对空军采购来讲 , 除lo G H z 以上的要求 (除非另有规定 ) 将不再适用外 , 其他要求 基本相同 。 一一 侣侣侣侣侣侣 /// ~~~ ~ , 卜门 —— 一一一一一一 ///、、场场场场场场场一一卜 _____________匾匾匾匾匾匾匾 夕 川川尸尸尸尸尸尸 /// /// ,,, 曲鱿鱿 夕夕夕 /// ///一一、、 ,, }}}}} 夕 刁刁刁、、、味‘‘ 川川 /////一一、、、 曲线线 ) 、\\\比/// /////IIIIIIIIIIIIIII、、、\\\ 、、、 川川川川 、、、、\\\丫丫丫丫卜卜卜卜卜卜卜卜 陆陆军军 空军与海军军 匾匾匾匾网网 A leee A lddd A lfff A Iccc A lggg曲曲线 一111 XXX 厂厂门门门门门门门曲曲线 22222 KKK KKKKKKKKKKK 口口名名盏头头头 口口口口 XXX XXX XXX 丫丫口口 几.0 1’ O‘l 10 10 0 10 0 0 10 0 0 0 频率 (MH z ) 图 7 R E 02 的窄带发射极卜良 }}} {{{lllllllll 、、、、、、、、 火火火火火火 }}}、、、、 、、、、、、闪闪闪 冈冈冈 111}}}、、、、 }}}}、、、、、 \\\\\司司 、\\\ 曲线 22222、、、、、、 卜丫丫 月月、、、、、、 二, 添、、 ///、、、、、哎“号 ----------- \\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\ / ///{{{{{} {{{{{{{{{{ lllll }}}}} \ }}}} /// 11111111111、、 /// 卜卜卜卜卜卜卜 陆陆军军 空军与海军军 一一一切切瞬变(1 ))) A laaa网网俪俪园园A ,耘1,, Al ggg同同..........................曲线 111 火火火火 厂厂厂厂口口口口口口口 口口曲曲线 2222222 义义区区巨巨巨巨巨巨口口区区口口卜卜线 2 + ‘。dBBBBB 丫丫丫 巨巨区区区区区区冈冈冈 曰曰曲曲线2 + Zo d BBBBBBB (2 )))!面面}一一仁仁厂厂万万 (2 )))同同曲曲线2 + 3od划划划划 厂厂巨巨匾匾压压匾匾画画[[[ 口口 注 : ( 1 ) ( 2 ) 手动径制开关产生的开关瞬变信号 。 频率 (MH 幻 这一放松适用于用在由于手动开关工作的 脾间产生辐射瞬变信号的场合的设备类。 除非采购特别批准 ,不适合于用在其他 瞬变信号的情况 ,包括由于手动开关 激励的自动序列 。 图 8 R E 02 的宽带发射极限 三 、 在其他部分中 M IL 一 s T D 一 46 1B 中第二部分至第十部分给 出了对陆 、 海 、 空军各种级别设备 的 要 求 。 6 4 M IL 一 S T D 一 4 6 1 C沿用了同样的格式 , 每一 部分都有不同的要求。 第二部分至第七 部分 之 间 指标极限值的基本区别 , 是对各方面制定适合于各自的极限值 。 M IL 一 S T D 一4 6 1C 中第 八 至 第十部分给出了对机动特种车辆 、 发动机驱动设备 、 机动发 电机 、 不间断电源 、 汽车电源设 备 、 商用电/ 机电设备的要求 。 这几部分的一些要求用U M 03 、 U M 04 和U M 05 表示 (U M意为 统一方法) 。 U M 03 已修改成包括辐射窄带极限值和宽带极限值 。 U M 04 除传导和辐 射 发 射 测量必须用 M I L 一引 ’D 一凌62 中所介绍的方法或公认的测试计划来进行以外 , 其他没有 变 化 。 U M o s修改成包括窄带辐射发射极限值和一 项 。 、 15 至 4 00 M H z 的场强为10 V / m 的 辐 射敏感 度要求 。 由上述比较 可以看出M IL 一 S T D 一 4 6 IC与M IL 一 S T D 一 4 6 1B的最主要区别是增加 了三 项 新 的要求 CS l o 、 C S l l和 R S 0 5 。 在区分宽带和窄带干扰问题并无任何改进 , 而这一点在英国规 范中已删除 , 国内也有学者认为 〔‘ 1窄带和宽带干扰之间的区别纯属人为 , 会导致混淆 和 不 必要的测试 , 而且近代复杂的数字信号使得区分窄带 和宽带信号的问题更为复杂化 , 而删去 鉴别宽 、 窄带 问题可以节约大量时间 , 把力量集中到更重要的测试问题上。 这一观点有待于 我国的 E M C工作者作进一步的探讨 。 参 考 文 献 冯芳际 , 刘云江 . IE E E / E M C一 86 会义概况及我们的体会 . 深圳 电磁兼容学术讨论 会论文集 , 19 5 7 : i ~ 7 H e le n e e F L . M IL 一S T D 一 4 6 1 C . IT E M , 198 6 . 1 0 5 M IL 一 5 1 ’ D 一 4 6 1 B . 1 9 8 0 . 4 M IL 一S T D 一4 6 1 C . 1 9 8 6 . 8 M IL 一日T D 一 4 6 2 . N o t ie e s C o m p a r is o n b etw e e n M IL 一S T D 一 4 6 1C a n d M IL 一S T D 一 4 6 IB T a n g R ib o A b s t r a c t T h is P a Pe r o u t li n e s t h e d iff e r e n e e s b e tw e e n M IL 一 S T D - 唾6 z C a 几 d M llJ 一 S T D 一 4 6 ] B , a n d a d d e d a n d d e le t e d e o n t e n t s i n M IL 一 S T D 一 4 6 1 C · I t W i ll b e Pr o e e e d e d m a in ly in Pa r t 2 a n d Pa r t 2 o f t h e m i lli - t a ry s t a n d a r d o f U S A . (上接第76 页 ) 求的测试极限也应保证这些极限能够适应 E M C / EM I设计技术及 E M C / E M I 测试设备性能的 发展水平 。 王欲译 自IE E E E le e t r o m a g n e t ic C o m Pa t ib ilit y, 1 9 5 2 , P . 2 4 4 ~ 2 5 2 . 谢蔚文 、 贾文 田校 (参考文献略 ) 一 朴 一