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詳解EMC『輻射發(fā)射測試、傳導(dǎo)發(fā)射』測試

更新時(shí)間:2023-10-24      點(diǎn)擊次數(shù):1125

電子產(chǎn)品為什么要做 EMC 電磁兼容測試,EMC 測試要怎么做,自始至終是硬件、PCB 工程師做電子設(shè)計(jì)必不()可少的重要環(huán)節(jié)。

據(jù)了解,全()世界幾乎所有國家的 IT、 無線電和電信產(chǎn)品,在成為電子合格產(chǎn)品并在市面流通前,都需要進(jìn)行電磁兼容 EMC 測試。EMC 測試過程,旨在驗(yàn)證產(chǎn)品傳輸?shù)碾姶鸥蓴_是否在可接受范圍內(nèi),并且確保你的產(chǎn)品及功能本身不會受到電磁干擾的負(fù)面影響。

既然電磁兼容(EMC)那么重要,我們做產(chǎn)品的 EMC 項(xiàng)目測試時(shí),需要怎么做呢?

一個(gè)完整的產(chǎn)品項(xiàng)目 EMC 測試,具體包括以下幾個(gè)步驟:

• EMC 輻射發(fā)射測試:測量電磁干擾(EMI)的測試通過電氣設(shè)備

• EMC 抗擾度測試:測量產(chǎn)品對其他來源的電磁干擾的敏感性的測試

• 靜電放電(ESD)測試:當(dāng)兩個(gè)物體接觸時(shí)釋放靜電。ESD 的例子包括在衣物烘干機(jī)或閃電中烘干衣物后有時(shí)會感覺到的靜電。

• 傳導(dǎo)抗擾度測試:將電流注入被測系統(tǒng)的輸入和輸出電纜

• 傳導(dǎo)發(fā)射測試:從電氣設(shè)備通過電源線傳輸回電氣系統(tǒng)的射頻能量

• 射頻兼容性測試:射頻是能量的電磁輻射對通信有用的頻率。我們提供的測試側(cè)重于在系統(tǒng)內(nèi)運(yùn)行的天線連接 RF 接收器 / 發(fā)射器子系統(tǒng)正常運(yùn)行而不會因天線到天線耦合而導(dǎo)致性能下降的能力

今天我們來詳細(xì)講解一下 EMC 輻射發(fā)射測試、傳導(dǎo)發(fā)射測試:

EMC 對外發(fā)射測試

定義:對外發(fā)射主要測試設(shè)備在正常工作時(shí)自身對外界的輻射干擾強(qiáng)度,按照在客戶端的典型安裝要求對受試設(shè)備進(jìn)行布置,線材要遵從規(guī)格書規(guī)定的長度和型號;除了 36.201.1a 規(guī)定的設(shè)備外,其他設(shè)備和系統(tǒng)應(yīng)根據(jù) GB4824(工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療(ISM)射頻設(shè)備騷擾特性限值和測量方法)進(jìn)行分組、分類和測試。

范圍:對外發(fā)射包含頻率為 9kHz—18GHz

(1)9KHz—30MHz 頻段
在這個(gè)頻段測量磁場 H,當(dāng) EUT 較小時(shí),放在大磁環(huán)天線(LLA)中,測量騷擾磁場的感應(yīng)電流;當(dāng) EUT 較大時(shí),采用遠(yuǎn)天線法,用單小環(huán)在規(guī)定距離測量騷擾的磁場強(qiáng)度。

(2)30MHz—18GHz 頻段
在這個(gè)頻段測量電場 E:1GHz 以下,即 30MHz—1GHz 所需設(shè)備場地大致如下:場地選擇在開闊場地或半電波暗室,模擬半自由空間,0.8m 高木桌,可 360 度旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺,測量距離為 3、10m 和相應(yīng)的限值,天線 1—4m 高可調(diào),進(jìn)行天線垂直極化和水平極化測試,寬帶天線、同軸電纜、騷擾測量儀組成 50Ω匹配傳輸系統(tǒng),天線的阻抗、同軸電纜的阻抗和干擾測量儀的輸入阻抗都應(yīng)相等,阻抗不匹配將引起反射,形成駐波,影響讀數(shù)準(zhǔn)確性。騷擾測量儀特性判斷,采用準(zhǔn)峰值或者峰值測量。

1GHz 以上,即 1GHz—18GHz 所需設(shè)備場地大致如下在全電波暗室,模擬自由空間,接收天線設(shè)置在與 EUT 統(tǒng)一高度上,轉(zhuǎn)臺仍需 360 度轉(zhuǎn)動,測試距離為 3m,采用小口徑定向天線,水平和垂直兩種狀態(tài)都要測量,垂直放置時(shí)天線的最()低端離地應(yīng)大于 25cm,以免影響天線的性能,采用頻譜分析儀設(shè)在最大保持方式和對數(shù) dB 顯示方式,測量結(jié)果用電場強(qiáng)度的峰值或平均值標(biāo)示(不用準(zhǔn)峰值),峰值測量時(shí)采用 1MHz 的分辨率帶寬和視頻帶寬,平均值測量時(shí)仍采用 1MHz 的分辨率帶寬但視頻帶寬應(yīng)大大縮小至 10Hz,相當(dāng)于加了一個(gè)低通濾波器。

輻射發(fā)射 - 測試步驟:

在距 EUT(受試設(shè)備)外墻 3m 處放置天線和接收機(jī),將天線中心調(diào)至離地面 2m 高度;先關(guān)閉受試設(shè)備,測試環(huán)境噪聲電平;開啟受試設(shè)備,調(diào)整布線方式(包括天線的高度、天線的極化方向以及轉(zhuǎn)臺的角度),選擇最大輻射點(diǎn);執(zhí)行受試設(shè)備不同功能,尋找最大輻射模式;旋轉(zhuǎn)天線,分別測試水平和垂直方向輻射騷擾;以受試設(shè)備為中心移動天線,盡可能多的選取測試點(diǎn)進(jìn)行測量;選取最高輻射電平作為測量結(jié)果;試驗(yàn)可在開闊場和半電波暗室內(nèi)進(jìn)行;關(guān)閉設(shè)備。

EMC 傳導(dǎo)發(fā)射測試

傳導(dǎo)發(fā)射(Conducted Emission)測試,簡稱 CE,也被稱為傳導(dǎo)騷擾,是指系統(tǒng)內(nèi)部的電壓或電流通過信號電纜、電源線或地線傳輸出去而成為其他系統(tǒng)或設(shè)備干擾源的一種電磁現(xiàn)象。傳導(dǎo)發(fā)射測試通常也會被稱為騷擾電壓測試,只要有電源線的產(chǎn)品都會涉及到,包括許多直流供電產(chǎn)品,另外,信號 / 控制線在不少標(biāo)準(zhǔn)中也有傳導(dǎo)發(fā)射的要求,通常用騷擾電壓或騷擾電流的限值(兩者有相互轉(zhuǎn)換關(guān)系)來表示。

傳導(dǎo)發(fā)射 - 測試配置、步驟:

EUT 應(yīng)該放在距離地面 80~90cm 高的實(shí)驗(yàn)臺上,實(shí)驗(yàn)臺表面為鋪金屬接地板的導(dǎo)電平面或非導(dǎo)電平面,一般以 EUT 實(shí)際使用的環(huán)境、地點(diǎn)來選擇使用導(dǎo)電或非導(dǎo)電的實(shí)驗(yàn)臺,比如便攜式設(shè)備可置于非導(dǎo)電實(shí)驗(yàn)臺上,安裝在船艙內(nèi)的設(shè)備需在金屬導(dǎo)電實(shí)驗(yàn)臺上進(jìn)行測試。被測電源線通過電源阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)接到電網(wǎng)上,被測件的電纜可按所依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的要求擺放,選擇不同的長度敷設(shè)。

臺式設(shè)備的傳導(dǎo)發(fā)射試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)配置如下所示。

①超長的電纜要進(jìn)行捆扎,折成 30~40cm 的線束;

②不用的 I/O 信號電纜末端接終端電阻,進(jìn)行終端匹配,不能懸空,這一點(diǎn)尤其重要;

③EUT 與 LISN 之間的間隔在地面上的投影距離為 80cm;

④所有的電纜與 GND 之間的間距在 10cm 以上;

⑤懸垂電纜末端距 GND 為 40cm 以上,以保證不會有過分的空間耦合。

立式設(shè)備的傳導(dǎo)發(fā)射試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)配置如下所示。

①超長的電纜要進(jìn)行捆扎,折成 30~40cm 的線束;

②不用的 I/O 信號電纜末端接終端電阻,進(jìn)行終端匹配,不能懸空,這一點(diǎn)尤其重要;

③EUT 與 GND 之間要絕緣;

④所有的電纜與 GND 之間的間距在 10cm 以上(這一點(diǎn)影響非常大,因?yàn)殡娎|上的共模電流會發(fā)生大變化)。

圖片 

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傳導(dǎo)發(fā)射試驗(yàn)的目的在于依據(jù)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)(限值)對電子產(chǎn)品通過電源線、信號線、控制線或地線向外發(fā)射的傳導(dǎo)電磁騷擾水平進(jìn)行評估和規(guī)范。

當(dāng)電子設(shè)備的噪聲頻率小于 30MHz 時(shí),主要干擾音頻頻段。電子設(shè)備的電纜對于這類低頻的電磁波來說,還不是一個(gè)波的波長(30MHz 的波長為 10m),它向空中輻射的效率很低。這樣,若能測得電纜上感應(yīng)的噪聲電壓,就能衡量這一頻段的電磁噪聲干擾程度。這類噪聲就是傳導(dǎo)噪聲,像間斷噪聲、電熨斗、洗衣機(jī)、電飯煲的喀嚦聲等等。這里所測得的干擾噪聲只是針對頻率在 30MHz 以下的連續(xù)騷擾電壓進(jìn)行測試。如下圖 1.1 所示為在輸入端口進(jìn)行傳導(dǎo)騷擾測試的試驗(yàn)配置,LISN 為線性阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò),EUT 為受試設(shè)備,LOAD 為輸出端口的負(fù)載,下圖 1.2 所示為在輸出端口進(jìn)行傳導(dǎo)騷擾測試的試驗(yàn)配置。 

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圖 1.1  輸入端口進(jìn)行傳導(dǎo)騷擾測試示意圖 

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圖 1.2  輸出端口進(jìn)行傳導(dǎo)騷擾測試示意圖

文章來自電磁兼容之家

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