2GHz WCDMA数字蜂窝移动通信系统：用户设备及其辅助设备电压波动与闪烁检测

2GHz WCDMA数字蜂窝移动通信系统：用户设备及其辅助设备电压波动与闪烁检测

引言

一、电压波动与闪烁的定义及影响

1. 电压波动 指供电电压有效值（RMS）的快速变化，通常由设备功率阶跃变化（如开关机、模式切换）引起。 危害：导致照明设备亮度波动，敏感电子设备（如医疗仪器）运行异常。

2. 闪烁（Flicker） 人眼对由电压波动引起的灯光亮度变化的感知现象，量化参数为短时闪烁值（Pst）和长时闪烁值（Plt）。 限值要求：Pst≤1.0（10分钟评估），Plt≤0.65（2小时评估）。

二、核心检测项目及方法

1.电压波动测试

• 测试目的 评估设备在运行过程中引起的电网电压波动是否超出允许范围。

• 测试标准 IEC 61000-3-3（230V/50Hz供电系统）及IEC 61000-3-11（特殊供电条件）。

• 测试步骤

  1. 设备配置：被测设备（EUT）通过参考阻抗网络（如LISN）接入测试电源。
  2. 工作模式：依次测试设备在待机、通话、数据传输、充电等典型状态下的电压波动。
  3. 数据采集：使用高精度示波器或专用电压波动分析仪记录电压有效值变化，计算大相对电压波动（ΔV/V）。
  4. 判定标准：ΔV/V ≤ 3%（持续≥1秒的波动）和≤4%（瞬时波动）。

• 关键挑战 WCDMA设备突发性功率变化（如高速数据传输）可能导致瞬时波动，需多次重复测试捕捉峰值。

2.闪烁测试（Flicker Measurement）

• 测试原理 模拟人眼-脑系统对光强变化的感知模型（IEC 61000-4-15），通过闪烁计（Flickermeter）量化Pst和Plt值。

• 测试流程

  1. 测试条件：在屏蔽室内，EUT连接至230V/50Hz电源，并施加参考阻抗（如50Ω/50μH）。
  2. 负载模拟：设备在大发射功率（如24dBm）下运行，并触发频繁状态切换（如小区重选、数据包突发）。
  3. 数据评估：
     • 短时闪烁（Pst）：基于10分钟观测窗口，分析电压波动频谱与人类视觉敏感度曲线的加权叠加。
     • 长时闪烁（Plt）：连续12个Pst值的均方根计算，评估长期影响。

• 特殊场景 辅助设备（如快速充电器）因高功率密度更易引发闪烁问题，需单独测试其满负载及空载状态。

3.谐波电流与电压暂降测试（补充）

• 谐波电流测试 虽非直接关联闪烁，但高次谐波可能加剧电网畸变，需依据IEC 61000-3-2检测奇次谐波（如3次、5次）的限值符合性。

• 电压暂降与中断 模拟电网故障下设备的抗扰度（IEC 61000-4-11），确保WCDMA设备在电压骤降时维持通信功能。

三、测试设备与配置

四、常见问题与对策

1. 问题：设备在5MHz带宽突发数据传输时导致Pst值超标。 对策：优化电源管理算法，降低功率切换速率；增加输入滤波电容。

2. 问题：辅助设备待机功耗过低导致测量误差。 对策：采用高灵敏度测试设备，或依据IEC 61000-3-11进行分级评估。

五、结论

2GHz WCDMA用户设备及其辅助设备的电压波动与闪烁检测是确保电磁兼容性的核心环节。通过严格遵循IEC标准，结合设备实际工况（如高功率发射、动态负载切换）设计测试方案，可有效预防电网干扰问题。随着5G NR高频段设备的发展，未来需进一步研究高频开关电源对闪烁特性的影响，推动测试标准迭代升级。

参考文献

1. IEC 61000-3-3: Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 3-3: Limits – Limitation of voltage changes, voltage fluctuations and flicker in public low-voltage supply systems.
2. 3GPP TS 25.101: User Equipment (UE) radio transmission and reception (FDD).
3. CISPR 16-1-2: Specification for radio disturbance and immunity measuring apparatus and methods.