CISPR 20:声音和电视广播接收机 – 抗扰度要求

AM/FM无线电和电视广播接收机在0.15 MHz至150 MHz范围内对抗传导和辐射电磁骚扰的抗扰度要求

CISPR 20 标准概述

CISPR 20规定了声音和电视广播接收机及关联设备在0.15 MHz至150 MHz频率范围内的抗扰度要求。该标准确保消费类音频/视频设备在家庭环境中常见的电磁干扰下能够正常运行。该标准涵盖AM和FM无线电接收机、电视接收机(模拟和数字)、音频放大器以及辅助输入/输出设备。按照CISPR 20进行的抗扰度测试评估了传导骚扰(通过电源和信号电缆)和辐射电磁场,并针对音频和视频降质定义了特定的性能判据。

CISPR 20的抗扰度限值与其他CISPR标准的发射限值紧密对齐,形成了一个平衡的EMC合规框架。符合CISPR 20的接收机应能在符合各自发射标准的邻近设备产生的干扰下正常运行而无可感知的降质。

抗扰度测试方法和性能判据

CISPR 20定义了多种抗扰度测试配置,涵盖天线端子上的传导骚扰(0.15-30 MHz)、音频/视频/控制端口上的共模传导骚扰(0.15-30 MHz)以及辐射射频电磁场抗扰度(30-150 MHz)。对每项测试,定义了具体的性能判据:A类(无可感知降质)、B类(临时降质,自动恢复)和C类(临时降质,需手动复位)。音频性能通过SINAD(信号与噪声及失真比)评估,而视频性能则根据CCIR五级损伤标度进行评价。

测试类型 频率范围 严酷等级 性能判据
传导射频(天线端口) 0.15 – 30 MHz 126 dBµV(EMF)– AM波段,120 dBµV – FM波段 SINAD ≥ 20 dB(AM),≥ 30 dB(FM)
传导共模(音频/视频端口) 0.15 – 30 MHz 126 dBµV(EMF) A类 — 无可感知降质
辐射射频场 30 – 150 MHz 3 V/m(未调制) A类 — 无可感知降质
电源端口传导 0.15 – 30 MHz 126 dBµV(EMF) A类 — 无可感知降质
天线端子抗扰度测试对于FM广播接收机尤为重要。在限值水平下SINAD降低20 dB被视为通过/失败阈值——低于20 dB的值表示在实际收听条件下音频质量出现不可接受的降质。

广播接收机抗扰度的工程设计

设计满足CISPR 20抗扰度要求的广播接收机涉及多个工程学科。前端选择性至关重要——使用高Q值电感器和低温度系数电容器设计适当的输入带通滤波器,可在干扰到达混频器级之前将其抑制。中频(IF)滤波链必须提供足够的邻信道抑制,FM接收机通常为60-80 dB,AM接收机为40-60 dB。现代接收机采用声表面波(SAW)滤波器和陶瓷谐振器实现精确的中频选择性。

PCB布局和接地策略显著影响抗扰度性能。顶层采用实心接地层、仔细分离模拟和数字部分、在所有电缆入口处使用铁氧体磁珠隔离都是必不可少的实践。音频路径采用差分信号(而非单端信号)可改善共模抑制20-30 dB。在连接器开口处装有适当衬垫的屏蔽外壳可以为辐射场测试提供10-20 dB的额外抗扰度裕量。

在每条音频输入/输出线上实施Pi型EMI滤波器(铁氧体磁珠 + 100 pF对地电容 + 铁氧体磁珠)可将传导抗扰度提高15-25 dB,音频信号降质可忽略不计,每通道元件成本不到0.10美元。

实验室测试与实际接收的相关性

按照CISPR 20进行的实验室抗扰度测试使用标准化的骚扰水平,可能无法完全代表所有实际场景。3 V/m的辐射场水平对应于3 m距离处相对较强的干扰源。实际上,接收机可能遇到来自附近发射器或有意辐射器的更高场强。工程师应设计高于CISPR 20要求6-10 dB的抗扰度裕量,以确保在具有挑战性的电磁环境中具有稳健性能。使用实际干扰源(如附近的电力线通信发射器或开关电源)进行现场测试,为超越实验室合规测试提供了宝贵的验证。

安装在高功率广播发射机100 m范围内的接收机在天线输入端可能经历超过10 V/m的场强。CISPR 20的3 V/m测试水平不足以应对这些安装场景——对于共址接收站,必须增加额外的前端滤波和屏蔽。

常见问题解答

问:CISPR 20是否适用于数字电视接收机?
答:是的,CISPR 20涵盖模拟和数字电视接收机。然而,数字接收机可能表现出更陡峭的降质阈值(悬崖效应),与模拟系统的逐渐降质形成对比。
问:CISPR 20和CISPR 35有什么区别?
答:CISPR 20是专注于广播接收机的较旧标准。CISPR 35(2016年发布)取代了CISPR 20,将抗扰度要求扩展到包括计算机和游戏机在内的多媒体设备。
问:如何测试带有集成天线的接收机的抗扰度?
答:对于带有集成天线的接收机,辐射场测试(30-150 MHz)是主要评估方法。将接收机放置在电波暗室中,施加规定的场强,并通过功能方式评估性能。
问:基于软件的信号处理能否弥补硬件抗扰度的不足?
答:可以部分弥补——自适应滤波和数字陷波滤波器可以缓解某些类型的干扰,但它们无法补偿前端过载或混频器互调。硬件抗扰度设计仍然至关重要。

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注