在GJB151B中，为什么仅对舰船和潜艇上的设备，以及部分飞机上的设备有CE101的要求？（续）

答：   首先需要了解，GJB151B标准是基于美军标MIL-STD-461G编制的。而在美军标中，仅对水面舰船、潜艇、陆军飞机、海军部分飞机提出了CE101的规定，所以GJB151B中也进行了同样的规定。

为什么美军标中这样规定？

对于舰船和潜艇上的设备，提出CE101限值的主要的目的是限制设备在电源线上产生的谐波电流。舰船上的电源是要满足一定电能质量要求的。电能质量指标中，最重要的一项指标是谐波电压。水面舰船和潜艇上的电源要满足MIL-STD-1399-300A标准的要求。这个标准要求电源电压的总谐波电压畸变率小于5%，并且要求每根线上的各次谐波电流畸变率小于基波电流的3%。

当电源上有较大的谐波电压时，这些谐波电压由于频率较高，会通过滤波电容和杂散电容形成共模电流，这些共模电流以船体作为路径的一部分。船体上的电流周围产生磁场，这些磁场会影响一些设备的工作。

通常舰船上使用的电源线滤波器对共模电容的容量是有限制的，目的就是限制共模电流。

实际上，大部分电气、电子设备对电源的谐波电压都有要求，一般要求总谐波电压畸变率小于5%。当电源的谐波电压过大时，很多设备会出现故障。

对于陆军的飞机

CE101的主要目的是保证电源系统满足电能质量标准MIL-STD-704的要求。满足CE101限值的电流在1Ω电阻上产生的电压畸变比MIL-STD-704标准中对电压畸变的要求低20dB，之所以留20dB的余量，是考虑到可能有多台设备共用一个电源。

对于海军的飞机

仅对载有反潜设备的飞机上安装的设备有CE101要求。因为反潜飞机的主要任务是侦测和定位潜艇。超过CE101限值的电流可能降低磁场均匀度检测仪和声纳系统的性能。磁场均匀度检测仪要能够识别到地球磁场中五万分之一以下的磁场扰动。目前由于机载设备产生的干扰，磁场均匀度检测仪无法达到预定的灵敏度。

设备包含什么电路时，会产生CE101传导发射？

答：CE101是低频传导发射。要知道什么电路会产生这种传导发射，需要了解两个知识：1、传导发射是怎样产生的；2、传导发射的频率与什么因素有关。

我们先看看传导发射是怎样产生的？

一个电路产生传导时，一个显著的特征就是，从电源吸取的电流的波形与电源电压的波形不同。为什么这样说呢？因为当电流的波形与电压的波形不同时，根据傅里叶变换的理论，它们的频谱一定不同，即电流中包含了超过电压频谱的额外频谱成分，这些成分就是传导发射。因此电源线的传导发射都是用频谱来表示，只要发现了额外的频谱成分，它就产生传导发射。

了解了这个情况，我们要识别产生CE101的电路，只要找到那些可能导致电流与电压的波形不同的电路。导致电流与电压的波形不同，有两个情况。下面分别讨论。

当一个电路的电阻（阻抗）不是一个常数，而是一个随着外加电压幅度变化的参数时，它的电流波形与电压波形就是不同的。

为了说明这个结论，我们先看看满足什么条件电压与电流的频率是相同的，然后去找不满足这些条件的电路，就是会产生传导发射的电路。

当电压与电流的关系是线性关系时，电压的波形与电流的波形相同。最简单的情况就是，由一个电阻构成的电路，这时电压与电流的关系是V=IR，这里R是一个常数，这时电流的波形与电压波形相同，不会产生传导发射。

但是，如图1所示的电路，包含了一个二极管，当电压是一个正弦波时，只有正半波时二极管导通；负半波时，二极管截止。这时电流的波形与电压波形不同，这个电路就会产生传导发射。这种电路叫做非线性电路。

图1 二极管电路产生传导发射

熟悉电路的读者可能会提出疑问，如果整流电路是一个全波整流，这时电压的正半波和负半波都导通，于是电流波形与电压波形相同，是不是就不会产生传导发射了？是这样的。传导发射小了很多，之所以不会完全消失，是因为二极管有一个0.7V的截止电压，所以电流波形与电压波形还是有微小的差异。如果在全波整流电路的后面加一个纹波滤波电容，传导发射就会增加，请大家想想原因。

另外一个常见的可能产生CE101传导发射的场合是逆变电路。逆变电路把直流电压变成交流电压。可以预见，在交流电压驱动下的负载电流一定是波动的，这种电流波动会反应到逆变器的直流输入端，因此电流的波形与稳定的直流电压的波形不同，这意味着有传导发射。

上面就是两种可能产生传导发射的典型场合。下面，我们还需要判断传导发射的频率范围是否落在CE101限值的频率范围内。

从电流波形得到电流频谱的方法是傅里叶变换，大部分示波器都有这个功能。我们关注的传导发射，主要是那些周期性变化的电流。对于周期性变化的电流，它的最低频率就是电流波形变化的频率。例如，在图1所示的二极管电路中，电流波形的频率是50Hz，因此电流的最低频率是50Hz。如果逆变器的输出交流电压频率是20Hz，则传导发射的最低频率是20Hz。这些都落在CE101的频率范围内。

而开关电源中的开关频率一般为数十kHz，则超出了CER101的频率范围，不会产生CE101传导发射。它所产生的传导发射落在CE102的频率范围内，这在后面CE102相关的部分讨论。

归纳一下上面的知识，我们可以得到两种典型的会产生CE101传导发射的电路：

第一种是交流供电的场合，整流电路会产生CE101传导发射。

单相整流电路的传导发射谱线是基波的高次谐波频率，高次谐波次数为2n±1，例如对于50Hz交流供电的场合，高次谐波的频率3次（150Hz）5次（250Hz）7次（350Hz）9次等。三相整流电路的谐波次数为6n±1，例如对于50Hz交流供电的场合，高次谐波的频率5次（250Hz）7次（350Hz）11次（550Hz）13次等。

第二种是包含逆变电路的场合，传导发射的最低频率为逆变电路的输出交流电压的频率及其高次谐波。

听说CE101试验很难通过，是这样吗？当设备包含什么电路时，会产生CE101传导发射？

答：CE101试验是比较难通过，特别是功率大于1kW的设备。

主要是因为CE101试验是低频传导发射，对付这种低频干扰，一般无法使用LC滤波电路，即使LC滤波电路可以解决，滤波器的重量和体积也难以接受。

下面我们分析一下什么电路会产生CE101传导发射：

我们先看看传导发射是怎样产生的？

一个电路产生传导时，会有一个显著的特征，这就是，它从电源吸取的电流的波形与电源电压的波形不同。

为什么这样说呢？因为当电流的波形与电压的波形不同时，根据傅里叶变换的理论，它们的频谱一定不同。也就是说，电流的频谱中包含了超过电压频谱的额外频谱成分，这些额外的成分就是传导发射。我们判断这些额外频谱的幅度，如果超过限制值，就是不合格。

实际上，大家看一下GJB151B中的CE101的限制值，它是一条随频率变化的折线。也就是说，我们衡量CE101是否合格，是要获得传导发射的频谱，考察各个频率的谱线是否高于限制值。

了解了这个情况，我们要识别产生CE101的电路，只要找到那些可能导致电流与电压的波形不同的电路即可。

我们再来看看不会导致传导发射的电路是什么样的？

设想一个电阻R与一个电源连接，电源的电压是U，这时流过电阻的电流为：I = U/R。在这里，由于R是一个常数，因此电流的波形与电压波形完全相同。这意味着，电流的频谱与电压的频谱完全相同，没有额外的频谱成分。因此，不会产生传导发射。这种电压与电流呈现线性关系的电路叫线性电路，我们可以用专业术语表述，线性电路不会产生传导发射。

我们再看一个会产生传导发射的情况

把前面电路中的电阻，换成二极管，并且电源用正弦波电压，如图1所示。

图1 二极管电路产生传导发射

这时，流过二极管的电流与电压的波形就不同了。因为只有电压为正半波时二极管导通，有电流通过二极管；电压为负半波时，二极管截止，没有几乎没有电流。因此，这个电路中电流的波形与电压波形不同，这意味着，电流的频谱与电压的频谱不同，有许多额外的频谱成分，因此这个电路就会产生传导发射。这种电路叫非线性电路。

熟悉电路的读者可能会提出疑问，如果把图中的整流二极管换成一个整流桥，也就是做全波整流，这时电压的正半波和负半波都导通，于是电流波形与电压波形相同，是不是就不会产生传导发射了？

确实是这样的。严格的讲，这种全桥电路的传导发射小了很多。之所以不会完全消失，是因为二极管有一个0.7V的截止电压，所以电流波形与电压波形还是有微小的差异。

有经验的工程师会提出疑问：现实中，他的整流桥电路CE101超标很严重。这是因为在整流桥的后面一般有一个纹波平滑电容，这个电容导致了电流的波形与电压的波形非常不同，大家可以分析一下如何不同。

包含平滑滤波电容的整流桥会产生CE101传导发射。请大家记住这个结论。

另外一个常见的可能产生CE101传导发射的场合是逆变电路

逆变电路把直流电压变成交流电压。可以预见，在交流电压驱动下的负载电流一定是交流电流。对于线性电路，例如电机，电流与电压的频率相同。如果负载是非线性电路，则电流会有丰富的高次谐波。这种电流变化肯定会反应到逆变器的直流输入端，因此电流的波形与稳定的直流电压的波形不同，这意味着有传导发射。

上面就是两种可能产生传导发射的典型场合。

我们还需要判断传导发射的频率范围是否落在CE101限值的频率范围内？

我们关注的传导发射，主要是那些周期性变化的电流。对于周期性变化的电流，它的最低频率就是电流波形变化的频率。例如，在图1所示的二极管电路中，电流波形的频率是50Hz，因此电流的最低频率是50Hz，落在CE101的频率范围内。当然，对于50Hz的电流频谱，由于与电压频率相同，因此没有限制，只限制50Hz的整倍数的频率。

引申一下讨论，开关电源中也会导致电流的波动，但是电流的波动频率一般为数十kHz，则超出了CER101的频率范围，不会产生CE101传导发射。他所产生的传导发射落在CE102的频率范围内，这在后面CE102相关的部分讨论。

对于逆变电路，主要看逆变输出的交流电压的频率。例如，驱动电机的输出交流电压频率是200Hz，则传导发射的最低频率是200Hz。这落在CE101的频率范围内。如果输出电压的频率为20kHz，就超出了CE101的频率范围。

归纳一下上面的知识，我们可以得到两种典型的会产生CE101传导发射的电路：

1、第一种是交流供电的场合

带平滑滤波电容的整流电路会产生CE101传导发射。单相整流电路的传导发射谱线是基波的高次谐波频率，高次谐波次数为2n±1，例如对于50Hz交流供电的场合，高次谐波的频率3次(150Hz)、5次(250Hz)、7次(350Hz)、9次等。三相整流电路的谐波次数为6n±1，例如对于50Hz交流供电的场合，高次谐波的频率5次(250Hz)、7次(350Hz)、11次(550Hz)、13次等。

2、第二种是包含逆变电路的场合，传导发射的最低频率为逆变电路的输出交流电压的频率及其高次谐波。