測試等級、要求和測試過程試圖反映航空科技和EMC電磁兼容測試方法的最新進展。

　　RTCA/DO-160F，代替之前的DO-160E[1]版本，是由RTCA 135特別委員會制定并于2007年12月6日發布的航空設備環境條件和測試步驟的標準。DO-160F涵蓋了航空電氣電子設備(航空電子學)的標準步驟和環境測試標準。在DO-160F中規定的測試是為滿足聯邦航空管理局(FAA)或者其他國際規定對安裝在商業航空器上設備的要求而進行的典型測試。

　　在DO-160F中測試和測試等級/限值(參見“設備分類")適用于當前實際使用的所有類型的飛行器，包括小型通用航空器、商業噴氣式飛機、直升機、區域噴氣式飛機和巨型噴氣式飛機，例如最新的空中客車(A380)和波音客機(787)。該文件包括26個部分和三個附件，但是只有15至23節和25節含有電磁兼容的內容。DO-160F包括的其他內容有：溫度、高度、振動、沙/塵、電源輸入、射頻敏感度、雷擊和靜電放電。

　　DO-160F的制定和修正與RTCA的歐盟版本：EUROCAE相配合。作為橫跨大西洋的兩個組織的合作成果，RTCA/DO-160F與他的歐洲版本EUROCAE/ED-14F一致。本文旨在對DO-160F中與EMC有關的每個節節進行簡要的說明。DO-160E發布后每部分的變化也將簡要說明，最后，我們還要展望DO-160的未來的修訂。

　　1-3節

　　前三節描述了DO-160的目標和適用范圍(第1節)，提供了全文中的術語及定義(第2節)，并且規定了測試條件(第3節)。前三節提供了DO-160的后續節節的參考及準確進行特定測試的通用信息和指導。

　　DO-160F新在何處?

　　l 在第二節，增加“測試結果的適用范圍"。

　　l 在第三節，增加“敏感度測試的EUT設置"

　　第15節：磁效應

　　MC(表示磁兼容與“EMC"表示電磁兼容對應)測試用來確定被測設備(EUT)影響羅盤偏轉的程度，或者影響羅盤感應器指示的程度，其亦被稱為“磁閥"。

　　標準的羅盤擁有一個巨大的表盤，可以讀出指針的每一度偏移。EUT通過東西連線方向接近羅盤，直到觀察到北磁極產生一度的移動。測量其間距從而確定“設備分類"。

　　設備等級

　　可以根據EUT與羅盤(或者羅盤感應器)的間距從小于30厘米到大于300厘米將設備分為五個設備等級(Y，Z，A，B 和C)。

　　DO-160F新在何處?

　　l 0至30厘米的安裝間距歸入新分類Y。

　　l 每種設備分類的必要描述已加入到第15節“測試目的"之中，同時還有一個關于如何利用測試結果判斷EUT與羅盤(或者羅盤感應器)的最近安裝距離的討論。

　　l 加入“等同的磁性感應器"的使用方法，以允許與典型的“自由磁性"羅盤相對的電子羅盤的使用。

　　第16節：電源輸入

　　雖然對于“電源輸入"(或者其他標準所說的“電源質量")是否為真正的EMC測試仍有爭論，但是這里把它們加入其中有兩條原因。首先，電源/輸入/質量測試經常由EMC測試人員在EMC實驗室完成。其次，在最新版的DO-160中，某些測試的頻率范圍已經落入了典型的EMC測試參數中，這些測試中所用的設備與在DO-160和其他EMC標準中使用的許多 “真正"的EMC測試是相似的。

　　第16節中的測試用來確定由于飛行器正常和緊急操作引起的AC和/或DC電源的各種變化情況下，EUT可否正常運行。另外，16節還包括了驗證EUT是否會對航空器電源產生負面影響，從而損害或者降低其他安裝設備性能的測試。

　　第16節有趣的一點是它是DO-160中涵蓋EUT敏感度(如浪涌、中斷、瞬時變化等)和EUT的有害干擾(發射)的產生(如諧波電流、再生能量、電源因素等)的要求與測試的一個節節。以上這些，加上逐漸增加的航空電源系統的復雜度和多樣性，及16節較多的內容(在DO-160中共有61頁)，觸發了SC-135進行一些關于將電源輸入/質量要求分離出去成為一個不同文件的討論---盡管此時沒有考慮馬上做出更改。

　　為了趕上航空電源系統設計的最新進展，第16節在過去的10年里發生了巨大的變化。隨著新的電力系統在最新型航空運輸機上的應用，DO-160F也經過了大幅的修改。

　　于2001年6月12日發布的DO-160D第二次修改，對第16節做了大幅修訂，加入了新的測試，修改了已有的測試，指出了交流諧波電流部分和變頻交流電力系統的問題[2]。在DO-160E中，重新編排了整個章節，將所有交流測試放在一個子節節中，而直流測試再另起一個子節節，使第16節更易于使用和理解。DO-160E同樣介紹了一些新的測試方法，例如對交流電源設備的直流分量測試，和一個新的 “航空器電力系統的負載設備影響" 子節節。在DO-160F中，交流和直流電力系統需要更多的測試，增加了包括270V直流電力系統的一系列新的測試和測試等級，同時還有一個擴大很多的測試列表，涵蓋了EUT對航空電子電力系統的影響。

　　直流輸入測試

　　直流輸入測試包括：

　　穩態過電壓與低電壓狀況

　　紋波電壓

　　瞬時電源中斷

　　瞬時跌落與浪涌

　　暴露電壓衰減時間(僅對270V電壓)

　　瞬間電流

　　交流輸入測試

　　交流輸入測試包括：

　　穩態過電壓和低電壓的情況

　　穩態高頻與降頻的情況

　　穩態相位不平衡(三相電)

　　電壓與頻率調制

　　電壓與頻率瞬變

　　瞬間電源中斷

　　瞬間跌落與浪涌

　　直流偏置和電壓畸變

　　諧波電流發射

　　相位不平衡(三相電輸入)

　　直流電源分量

　　瞬間電流

　　電流調制

　　功率因數

　　設備類別

　　共有三種設備類型(A，B，D，或Z)其指明了設備使用的電力類型和設備可以正常工作的直流和/或交流電源的類型。對于交流驅動的設備，有一個在類別指示符下的附加指示符，由兩個字母組成的標志表明：這個設備已經經過測試，用在固定頻率(CF)，窄帶可變頻率(NF)，或者寬帶可變頻率(WF)。

　　還有四個附加的類別指示符用來指示下面這些測試：

　　交流電流諧波(H)

　　交流電流調制(L)

　　交流功率因數(P)

　　直流電流紋波(R)

　　交流或直流涌入(I)

　　DO-160F新在何處?

　　l 包含270V直流驅動的EUT設備新的類別(D)、測試和測試等級。

　　l 對于使用三相交流電的EUT設備的相位損失測試。

　　l 在“航空器電力系統的負載設備影響"部分增加更多的測試。

　　l 所有試驗參數的特定容差。

　　l “手動重啟"的特別定義。

　　第17節：尖峰電壓

　　此測試可判定EUT在尖峰電壓輸入至交流和/或直流電源端口期間和/或者之后是否可以按照要求運行。只要產生的波形至少有10微秒的持續時間、少于2微秒的上升時間和50歐姆的電源阻抗，就可以使用各種產生尖峰電壓的方法。1分鐘之內施加至少50V的尖峰電壓。此測試與MIL-STD-461F的CS106非常相似。

　　設備類別

　　有兩個設備類別。B類測試等級為交流(rms)和/或直流線電壓的兩倍(或者200V，取較少者)。A類測試等級為600V。

　　DO-160F新在何處?

　　l 當所有的輸入口都接入相同的電源總線而需要同時測試所有的輸入口的要求。

　　l 三相電測試設置。

　　l 明確電源阻抗容限。

　　第18節：音頻傳導敏感度------電源輸入

　　此測試可判定EUT在音頻干擾注入至交流和/或直流電輸入端口期間是否可以按照要求運行。測試配置和步驟與MIL-STD 461F的CS101測試方法基本相同，僅有的不同表現為測試等級與頻率范圍上。音頻干擾利用變壓器耦合至所有電源引入線，測試電源引入線及回路線之間的干擾信號的峰-峰電壓。測試等級為正常交流輸入電壓的8%，頻率范圍從10Hz到150kHz。

　　EUT必須在最小和最大的設計電流(如果可能)情況下測試，如果與變頻系統一起工作，則同時需在AC電源的極限頻率下測試。頻率掃描率為每10倍30步進，并且在每個步進頻點駐留時間為1分鐘。

　　設備類別

　　三種直流電源設備類別(R，B，和Z)指明了設備使用電力的類別和與設備兼容的直流電源的類型。制定了兩個(R和K)交流電源設備類別。R類用一個附加的指示(一個兩個字母的符號)說明，類別指示后括號內的符號，表明這個設備已經經過測試并可以使用在固定頻率(CF)，窄帶可變頻率(NF)，寬帶可變頻率(WF)，K類用來指示EUT已經通過測試可以使用任何交流電源輸入和使用在比R類更高的電壓失真上。

　　DO-160F新在何處?

　　l 三相電測試配置。

　　l 加入(圖1)270V直流測試類別/電平。

　　l 270V直流Z類的共模測試(在2x差模等級)。

　　l 當所有的輸入口都接入相同的電源總線而需要同時測試所有的輸入口的要求。

　　圖1 Z類，270V直流傳導敏感度測試電平

　　第19節：感應信號敏感度

　　這本節節電磁兼容測試用來判定設備和互聯電纜在音頻電場、磁場、和瞬時尖峰電壓的作用下是否能按照要求運行。互聯電纜的測試等級由暴露在輻射線中的線纜長度決定。對于感應切換瞬變電流(感應尖峰)測試，暴露長度可以是1.2或者3.0米，加在輻射線纜上的尖峰電壓至少要達到峰-峰值600V。

　　對于電磁場感應進入線纜的情況，測試等級由產品暴露在輻射線纜中的互聯電纜長度和加在輻射線纜上的RMS電壓或電流來決定。測試等級由“伏特x米"(V-m)或“安培x米"(A-m)來表示。例如，Z類需要電場強度為1800V-m，其對應3米長的電纜暴露在施加電壓為600Vrms的輻射線纜所產生的電磁場中。如果由于空間限制，只有少于3米的線纜暴露在輻射線纜中，加在輻射線纜上的電壓就要提高，以達到1800V-m的測試等級。當測試遇到線纜最后少于3m的特殊情況時需要特殊處理。在這種情況下，測試等級可能會與耦合長度成比例減少。

　　掃頻測試的頻率范圍由設備類別確定。頻率掃描率為每10倍30步進，其中在每個步進頻點的駐留時間為10秒鐘。

　　設備類別

　　設備類別由兩個字母表示，第一個字母(A，B，C或Z)表明進行的測試和測試等級。第二個字母(C，N或W)表明與EUT適配的交流電力系統的工作頻率(靜態、窄帶可變，或寬帶可變)。

　　DO-160F新在何處?

　　l 沒有顯著的變化。

　　第20節：電磁兼容測試射頻敏感度(輻射與傳導)

　　該電磁兼容測試用來確定當EUT和它的互聯電纜暴露在射頻干擾之中時，EUT是否會按要求運行。需要連續波(CW)、調幅方波(SW)、和脈沖調制(PM)射頻信號。線性阻抗穩定網絡(LISN)必須與每根電源線和未接地的電源回路串接，并且在LISN的電源輸入和接地平板之間接入10μF的電容。除非另有規定，互聯線纜至少需3.3米長，電源線不能超過1米。

　　電磁兼容測試傳導敏感度

　　射頻傳導敏感度測試步驟與MIL-STD-461F中的CS114方法相似。射頻干擾使用注入探頭耦合進入EUT的互聯線纜和電源線中，注入探頭在測試前首先要按測試等級進行校準(在50歐姆夾具中)。記錄下在校準夾具中每個頻點達到規定RF電流所需的RF功率值，由此生成的頻率-功率校準表將用于實際的測試中。

　　測試時，受測線纜或電源線中引入的射頻感應電流由已校準的RF電流探頭監控，注入探頭的射頻功率逐步加大直至到達適合的電流等級(由所使用的設備類別所決定)。注入探頭的射頻能量不能超過在50歐姆校準夾具中校準時記錄的功率電平的6dB以上。測試頻率范圍從10KHz到400MHz，并且每個測試一般都需要掃描兩次---一次使用CW信號，然后再使用SW調制信號。

　　電磁兼容測試輻射敏感度

　　射頻輻射敏感度測試的步驟與MIL-STD-461E中的RS103相似。EUT及其互聯線纜和電源線都暴露在頻率范圍為100MHz到18GHz的射頻輻射場中。

　　第20節允許使用兩種射頻輻射敏感度的測試方法。第一種方法與MIL-STD-461F中所提的RS103的測試方法一樣，使用一個標準的半電波暗室。暗室必須鋪設射頻吸波材料，并且規定了吸波材料的性能。天線距離EUT的最小距離為1米，并且當天線的波束寬度無法覆蓋整個系統時，需要擺放多個天線。如果EUT含有孔縫、連接器、接縫或者外殼上存在其他穿透點，則所有這些部位都必須直接暴露在測試天線下，測試時EUT有必要多次變換位置。

　　EUT放置之前需要校準射頻場。對每個使用的天線均需記錄達到測試等級所需的射頻功率。在EUT測試期間，將每個測試頻率上的校準功率電平加入到天線中。第二種方法是利用模式調節混響室，使用暗室前或對暗室進行任何修改后必須進行場均勻性校準和最大暗室負載驗證。場均勻性和最大電場強度測量需要在暗室中九個不同位置使用三軸電場探頭。同樣，測試前需要用無源線性天線在暗室的不同位置移動用以校準天線。在EUT測試時此校準允許用天線來測量暗室的Q值、時間常數和暗室的負載因數。與利用電波暗室測試方法一樣，測試時可將每個測試頻率對應的校準功率電平加入到天線中。

　　設備類別

　　第20節的設備類別用兩個字母來表示。傳導敏感度測試等級用第一個分類字母表示，輻射敏感度測試等級用第二個分類字母表示。傳導敏感度有7種設備類別，輻射敏感度有10種設備類別。這些分類表示了進行測試的嚴酷等級，和/或所使用的調制方式。S類的1V/m是最不嚴酷的等級，L類是最嚴酷的等級，需要達到7200V/m。　

　　DO-160F新在何處?

　　l 減少了設備類別的數量

　　l 傳導敏感度現在只有一種測試方法

　　l 在電波暗室測試方法中，針對需要暴露EUT的空隙和開口的要求，加入了明確的說明。

　　圖2 B,D,F,G,L 類的輻射敏感度測試電平(CW 和SW)

　　圖3 B,D,F,G,L 類的輻射敏感度測試電平(脈沖)

　　第21節：電磁兼容測試射頻發射

　　此節中所進行的測試用來判斷EUT發射的射頻干擾是否超過了規定的限值。測試互聯電纜和電源線中出現的傳導射頻發射。EUT、互聯電纜和電源線產生的射頻輻射發射也需要測試。

　　測試必須使用擁有符合第21節表格1中規定的峰值檢波器、中頻帶寬、頻率步進大小和駐留時間要求的測試儀表。

　　每一個電源線和非接地電源回路線都需要串接LISN，在LISN的電源輸入端和接地平板之間接入10μF的電容。除非另有說明，測試時互聯電纜至少要有3.3米長，電源線不能超過1米。周圍環境輻射電平必須低于適用限值至少6dB，并且在適用限值3dB之內的任何信號都需要測量并記錄。

　　電磁兼容測試傳導發射

　　使用鉗式電流探頭測試互聯電纜和電源線中的傳導射頻電流。探頭放置在距離EUT 5厘米的位置，測量頻率范圍從150kHz到152MHz。

　　電磁兼容測試輻射發射

　　輻射射頻場使用線性極化天線進行測量，頻率范圍為100MHz到6GHz。與第20節的射頻輻射敏感度測試一樣，在第21節有兩種射頻輻射發射測試方法：電波暗室方法和混響室方法。

　　電波暗室需要室內鋪設吸波材料，并且規定了吸波材料的性能。測試天線的距離是1米，當天線的波束無法覆蓋整個系統的時候需要多個天線位置。如果EUT含有孔縫、連接器、接縫或者外殼上的其他泄露點，所有這些都必須直接暴露在測試天線下，測試時EUT需要變換多個位置。

　　第二種方法是使用混響室，需要進行第20節描述過的場均勻性驗證。在EUT安裝進暗室后進行EUT負載測量，這些數據在輻射發射測量中作為修正因數使用。對于每一個測試的頻率范圍，調諧器的每一次旋轉，分析儀或者測試接收機需要最少200次掃描。

　　設備類別

　　共有四種設備類別(B，L，M，H或P)定義了設備的位置和設備與飛行器天線的距離。總之，設備與飛行器天線越接近，越接近飛行器天線“直視"，輻射限值就越嚴格。

　　DO-160F新在何處?

　　l 傳導發射頻率范圍已經拓寬到150kHz-152MHz，輻射發射測試的頻率范圍縮窄為100MHz-6GHz。

　　l 對于輻射發射測試加入了在混響室中的新測試方法。

　　l 在電波暗室方法中，針對需要暴露EUT的所有孔隙和開放部位，增加了明確說明。

　　l 加入了新的限值類別-P類-采用更深的“凹陷"限值對特定的接收機提供附加的保護(圖4和圖5)。

　　l P類設備的輻射發射限值中包括的特別的限值凹陷，是在RTCA 159特別委員會的堅持下最后時刻添加上的，用來對GPS接收機提供特別保護。

　　圖4 P 類傳導射頻發射限值- 電源線

　　圖5 P 類輻射射頻發射限值

　　第22節：閃電引入的瞬態敏感度

　　此類測試利用針腳和電纜束注入到EUT連接器針腳、互聯電纜和電源線各類模擬的閃電引入瞬態波形，判斷在此期間或過后設備能否按規定運行。針腳注入方法通常情況下用來顯示破壞容限，電纜束測試一般情況下用來顯示擾亂容限。2002年12月5日發布的DO-160D的第三次修改，對第22節進行了大量修改，主要是對多突發、多沖擊線纜束測試方法增加了測試程序、波形和測試電平。新的波形組指示(G到K)也用來涵蓋多突發沖擊和多脈沖測試。

　　針腳注入

　　在針腳注入測試中，EUT正常供電，從而使被測試的線路能夠正常運行。測試電平定義為信號源規定源阻抗的開路電壓(Voc)。例如，波形3，測試等級2規定Voc為250V，短路電流(Isc)為10安培，由Voc與Isc的比值可計算出要求的信號源源阻抗為25Ω。調整信號源產生規定要求的波形3，此瞬態波直接注入接口針腳上。測試后，評估出EUT是否出現性能降低。

　　電纜束測試

　　電纜束測試可用線纜引入或地面注入的方法，將瞬態波形耦合進入互聯電纜束和電源線。

　　線纜引入測試方法使用注入探頭將瞬態波形注入互聯電纜和電源線。地面注入方法與線纜引入方法非常相似，只不過瞬態波形加入到EUT機箱與地面平板之間。

　　通過抬高所有本地的地和回路，以及將設備箱體與接地平板絕緣達到EUT與接地板隔離。這個步驟迫使注入到線纜屏蔽層和任何其他回路的瞬態信號返回接地平板。

　　每一個電源線和未接地電源回路都必須串接線路阻抗穩定網絡(LISN)，交流供電設備通過10微法的電容連接LISN的電源輸入端和接地平板，而直流供電的設備使用33000微法的電容。除非另有規定，此測試要求互聯電纜至少3.3米長，電源線不能超過1米長。

　　對于每一種波形，規定的每個電壓或者電流測試等級，都有相應的電流或電壓限值。例如，波形2、測試等級3，規定了300V的測試電平(VT)和600安培的電流限值(IL)。這些要求意味著在測試過程中要增大信號源輸出電平，直到注入探頭帶的單圈監視環上測到的峰-峰值電壓為300V，或直到引入到電纜或電源線的電流為600安培為止。

　　電纜束測試可以只使用單沖擊方法，或者使用單沖擊、多沖擊和多突發相結合的方法。

　　單沖擊測試方法用來表征航空器內部布線對最嚴酷的航空器外部閃電沖擊的影響。規定的測試波形的單次觸發(沖擊)注入到被測試的電纜束或者線纜中，每一個極性重復應用總共10次。

　　多突發測試方法用來表征航空器內部布線對于航空器外部多沖擊性質的閃電脈沖產生的感應影響(圖6)。規定的測試波形注入到被測試的電纜束或線纜之中，并且每個極性至少要重復5分鐘。

　　設備類別

　　類別定義由5個字符組成，描述了針腳和線纜測試波形組和測試等級。

　　三針腳注入測試波形被分成了兩個波形組(A和B)。5個電纜束測試波形被分成4個單沖擊波形組(C到F)，和4個組合的單沖擊、多脈沖、和多突發波形組(G到K)。

　　DO-160F新在何處?

　　l 在測試等級和方法上沒有明顯的改變。

　　l 加入了波形參數的明確定義。

　　l 重新編排整理，通過在測試步驟中將注解移動至圖標下方的合適段落，增加了可讀性。

　　l 增加了確定“噪聲"波形測試電平的指導說明。

　　第23節：閃電直接影響

　　此節的測試用來判定外部掛載的電氣電子設備能夠忍受嚴酷閃電沖擊的能力。在測試中設備通常不供電，這些測試經常會對EUT產生破壞(有些時候會是嚴重的破壞)。需要達到上千千伏的高壓和/或上百千安培的電流。

　　設備類別

　　類別定義由4個字符組成，描述了使用的測試波形的特征和嚴酷等級。前兩個字符表明了高電壓沖擊附加測試類別，后兩個字符表明了高電流物理損壞測試類別。EUT的類別確定應對應EUT在航空器上安裝處的閃電沖擊區域。

　　DO-160F新在何處?

　　l 在整節中加入了測試波形和方法的明確定義，極大的增強了實用性。

　　l 增加了表格及改進(增加)了圖示，使測試步驟更加易于理解。

　　l 增加了區分電壓和電流測試的類別定義。

　　l 類別定義清晰化，刪除了F類別。

　　第25節：電磁兼容測試靜電放電(ESD)

　　此測試用來判定EUT在空氣靜電放電測試中和測試后是否仍能夠按照規定正常運行。除了EUT放置在接地平板上并且規定了只需要空氣放電之外，所使用的測試步驟和信號源與其他絕大多數國際ESD標準相似。測試點選取基于人體接觸的部位，在每一處都需要進行10次正極和10次負極的15kV放電測試。

　　設備類別

　　只有一個類別(A)，測試等級為15kV。

　　DO-160F新在何處?

　　l 除了圖表印刷排版錯誤的更正外，沒有明顯的更新。

　　SC-135的最新動態：

　　從最近(2008年3月)的SC-135會議上獲知，有一些在將來可能會有所變化的條目舉例如下：

　　DO-160F的許多節后增加“用戶導則"附錄(僅是資料性)。

　　第16節會有更多的測試和電源類型。

　　作為混響室測試方法的可選項，第20節會重新引入“攪拌模式"。

　　第21節會被重新修訂，將包括特別限值和步驟，用來著重保護用于導航的機載GPS接收機。

　　第25節將會重新修訂，加入更多的測試等級分類、接觸放電和間接放電測試。

　　上述這些以及更多的修訂，已被建議加入新的即將于2020年12月出版的DO-160G中。

　　總結

　　RTCA/DO-160和它的歐洲對應版本—EUROCAE/ED-14，是航空電子電器設備的電磁兼容測試系統要求的世界標準。測試等級、要求和步驟反映了航空科技和EMC測試方法的最新進展。鑒于航空科技和EMC電磁兼容測試方法都在迅速的發展中，將對下個修訂版本RTCA/DO-160繼續進行研究。

蘇州威銳科電子有限公司專注于電磁兼容測試（EMI+EMS），產品涵蓋靜電放電模擬器、射頻傳導騷擾抗擾度而是系統、共模傳導干擾模擬器、電快速瞬變脈沖群發生器、雷擊浪涌發生器、電源故障模擬器等電磁兼容性測試產品。我們在全國各地已建立了完善的銷售 網絡和服務體系,無論您在哪里都可以享受到方便快捷的優質服務。威銳科電子依靠 “敬業、團隊、創新"的企業精神，提供更好的服務，竭誠為廣大用戶解決各種電磁兼容測試問題。