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EMC测试作业指导书一 EMC 测试类型EMC测试包括ESD测试，EFT测试，Surge 测试，Harmonic 测试，Flicker测试，Conducted Immunity 测试，Power Dip测试和EMI 测试，相应的测试标准和测试方法将在下面详细介绍。二 名词定义： ESD：静电放电EFT：电快速瞬变脉冲群Harmonic ：谐波Flicker ：闪烁发射Surge ：浪涌Power Dip：电压跌落Conducted Immunity : 传导免疫性EUT：受试设备三 测试规划5.1 ESD测试5.11测试目的 验证产品设计的成熟度，模拟在干燥地区易遭受静电放电的情况，保证产品在ESD下性能保持完好，功能正常，不被损害。 5.12 测试标准 按照EN61000-4-2 进行，测试电压为8KV（空气放电）和4KV（接触放电） .5.13 测试场地 BQC EMC实验室5.14 测试设备NoiseKen ESS-2002(静电测试器)5.15 ESD原理 一个充电的导体接近另一个导体时，就有可能发生ESD。首先，两个导体之间会建立一个很强的电场，产生由电场引起的击穿。两个导体之间的电压超过它们之间空气和绝缘介质的击穿电压时，就会产生电弧。在0.7ns到10ns的时间里，电弧电流会达到几十安培，有时甚至会超过100安培。电弧将一直维持直到两个导体接触短路或者电流低到不能维持电弧为止。可能产生电弧的实例有人体、带电器件和机器。人的自然动作摩擦会形成400600V电势，如果他们在打开或包装泡沫衬底纸箱或气泡塑料袋过程中一直接触的都是绝缘体，其身体表面上的净电荷积累可能达到约26,000V。针对大多数环境的产品和通用标准决定使用如5.12标准所列的测试水平.5.16 测试方法 1.EUT 按照正常运行时的典型安装进行布局和配置,并将所有电缆都连接上.对地的连接尤为重要.EUT放置在离地平面80cm的木桌上,设备下面放置一个水平耦合板,但该耦合板与设备之间绝缘隔离.如图5.1.2.信号输入将Notebook 的信号输入到EUT的D-Sub端口,将DVD Player 信号输入到EUT，运行一段程序.3.静电放电发生器设置静电放电发生器的面板如图5.2所示。通过模式选择可以选“电压设定”“时间参数”“放电次数”，分别对应数字屏的第一栏，第二栏，第三栏，一旦选择好一项，相应的栏会闪烁，可以通过上下键来改变参数，通过“SET”键确认。 “清零”键将所有的参数归零。参数设定后，就可以通过START和END 键控制静电放电发生器的动作。开始后，警示灯会闪烁。注意，只有在接触放电也即AIR/CONDUCT按下后，相应的第二栏和第三栏参数才可设定。4.施加放电4.1 接触放电接触放电是首选的测试方式,要求EUT具有导电的表面或不被认为是起绝缘作用的喷涂表面.在相同的点选用正负极性电压(4KV )施加单次放电,每个点单次放电的次数不少于10次,每次之间的间隔不小于1S.接触放电使用尖头端子.静电放电发生器应与EUT表面垂直,或者与耦合平面在同一平面内且对准耦合平面的中心边缘.4.2 空气放电空气放电是指在不具备接触放电测试条件的某些点,在这些点上施加空气放电有可能会引发内部电路产生故障,例如:按键边缘,连接器或通风孔等.对于空气放电,使用圆头端子,放电尖端应尽可能快的接近EUT,但注意不能导致设备受损,由于这种测试不能慢慢接近受EUT,因此需要测试者精力充沛且有积极性.空气放电的电压为8KV.4.3模拟放电这种间接放电施加到距EUT固定距离的一个耦合板上,耦合板的大小为50cm50cm,与EUT的距离为10cm,并行放置,包括垂直耦合和水平耦合.EUT的四个面都要施加这种耦合放电.耦合放电的方法:在耦合板的边缘中间用尖头端子单点施加4KV电压,至少十次,每次间隔不小于1S.5.17 测试结果 测试项目S/N:S/N:测试前状况测试后状况测试前状况测试后状况图象品质音质品质Metal Ground PlaneESD SimulatorEUTLOADs:ActiveInsulationAL Plate, Horizontal Coupling PlaneNon-Conducted table470K ohmResistor470K ohmResistorAL Plate, Vertical Coupling Plane80cm极性选择+-模式选择SET键清零上下翻转键KVAir/contactSTARTEND警示灯电源开关图5.1 静电放电测试环境布置简图图5.2 NoiseKen ESS-2002面板示意图5.2 EFT测试5.21测试目的验证产品设计的成熟度，评估EUT对来自操作暂态过程（诸如开断感性负载、继电器触头弹跳等）中各种瞬态扰动的抗扰性。5.22测试标准按照IEC 61000-4-4进行。5.23测试场地BQC EMC实验室5.24测试设备TRANIENT 2000，PC5.25EFT原理快速瞬间脉冲群被规定为：源阻抗50、上升时间与持续时间为5ns/50ns的单脉冲（如图5.2.1），并以5KHz（在最大测试电压时为2.5KHz）的重复频率持续15ms,每300ms施加一次的脉冲群（如图5.2.2），电压水平变化的范围为250V4KV。图5.2.1 单脉冲波形图图5.2.2 脉冲群规格电源线耦合网络以共模方式通过电容（相对于地面）向每一根电源线施加脉冲，同时每根电源线的源通过一个LC网络去耦 。对信号的耦合可以使用容性耦合夹，这实质上是连接到发生器上的两块金属板，它可将受测试线夹在其中，以提供一个分布式耦合电容。测试布置简图如图5.2.3 。电源端口EUTI/O端口瞬态发生器瞬态发生器相关设备LNE耦合/去耦网络10cm容性耦合夹图5.2.3 EFT布置简图5.26 测试水平开路输出测试电压（10%），脉冲重复度（20%）电压水平电源端口，保护地端口信号、数据、控制I/O端口电压峰值KV循环频率KHz电压峰值KV 循环频率KHz10.550.2552150.5532515442.525X指定 指定指定指定X 是开放的测试水平，由专用设备标准指定。5.27测试方法将台式EUT放置在地平面上80cm高的一个绝缘桌上，同时，使用1m长的电源电缆将EUT连接到耦合网络，该网络本身与地平面连接在一起。若EUT外壳上有一个单独的保护接地端，那么它也要通过这一耦合网络连接到地平上，这是因为瞬态干扰也会直接作用在其上。I/O电缆则需要穿过放置在地平面上方10cm高处的容性耦合夹 。测试软件Genecs.设置和操作如附件一。5.28测试结果电压水平SPE检查标准S/N：S/N：0.251.0KV自我恢复1.02.0KV人为干涉或系统复位后EUT正常2.04.0KV元器件或设备不能损坏5.3 Surge 测试5.31测试目的在电源线和长信号线上可能出现高能量但相对较慢的瞬态过电压现象,它通常是由线缆附近的雷击所引起的.Surge 测试的目的是确保EUT能够承受得起规定水平的瞬态干扰,而不会出现故障或者工作状态混乱.5.32测试标准按IEC 61000-4-5进行.5.33测试场地BQC EMC 实验室5.34测试设备TRANSIENT 2000, PC5.35 Surge原理浪涌瞬态被耦合进电源、I/O端口,因为EUT中的保护装置(如果没有保护装置,可能发生闪络或元件击穿)动作时将自动地从高阻抗转换到低阻抗,所以测试中使用的浪涌发生器输出的是电压和电流的组合波.发生器的电路元件值必须加以限制,以使发生器可以在高阻抗负载上产生1.2/50的电压浪涌波形,以及在短路负载上产生8/20的电流浪涌波形(如图5.3.1),对EUT施加波形时必须通过耦合/去耦网络（参见图5.3.2 ）。图5.3.1 浪涌波形图浪涌发生器辅助设备去耦和防护网络转换以提供需要的耦合I/O接口线EUTLNE去耦网络 电源线线对线线对地18uF109uF400.5uF图5.3.2 浪涌波形的规格及其耦合方法5.36测试水平测试水平开路测试电压(10%)KV10.521.032.044.0X指定X是一个开放指标,有相应的产品标准指定1KV:线对线2KV:线对地 (Criteria B)以2KV线对地和1KV线对线模式施加于交流电源输入端口，对直流输入端口的浪涌信号幅度为0.5 KV 。5.37测试方法对于电源端口,高能浪涌需要施加在相线之间和相线与地之间;对于I/O线缆,需要施加线对线的浪涌和线对地的浪涌,只是源阻抗稍高一些.2代表电源网络的差模源阻抗,12代表线对地的电源网络阻抗,42代表所有其他线缆的线对线源阻抗和线对地源阻抗.施加浪涌的次数:10次(正、负极性各5次);重复率: 1次/min.软件操作: 参见附录一,相应的软件程式不同。5.38测试结果EUT: S/N: S/N：输入电压: 220V温度: 湿度: 项目测试水平结果共模(L TO E)(N TO E)0.5KV1KV2KV差模(L TO E)0.5KV1KV备注:1. 测试温度范围15 35 C.2. 测试湿度范围 10%75%5.4Power Dip 测试5.41测试目的模拟EUT在供电电源不连续和中断的情况下的抗扰度。5.42测试标准按EN61000-4-11进行测试；5.43 测试场地BQC EMC 试验室5.44测试设备TRANSIENT 2000, PC5.45测试原理电气和电子设备可能会受到电源电压跌落、短时中断或电压变化的影响。电压跌落和短时中断是由网络和设备中的故障引起的，或者由突发的、大的负载变化导致。在特定情况下，可能会发生多次跌落或中断 。电压变化则由连接到网络上的连续变化的负载所导致的 。这些现象在本质上都是随机的。电压跌落和短时中断不总是突然的。如果大型电源网络被切断，则因为在该网络上连接有大量电动机设备，电压会逐步下降。在短时间内，这些电动机设备相当于向电源网络中发送能量的发电机。由于跌落和中断测试在通用的抗扰度标准和一些产品中被引用，所以这些测试非常重要。5.46测试水平项目标准(%降低率)（周期）测试次数测试间隔性能指标电压跌落95%0.5 10ms 50Hz310sB30%25 500ms 50Hz310sC电压中断95%250 5s 50Hz310sC性能指标B：在测试完成后，设备将按照预期的方式持续运行；如果设备按照预定的方式使用，则不允许有任何在生产商规定的性能水平以下的性能降级或者功能丧失。但是在测试期间，允许有性能降级，但不允许有实际的工作状态或者存储数据的改变。性能指标C：暂时的功能丧失是允许的，只是功能丧失可以自动恢复，或者可以通过控制操作恢复正常。跌落电压波形如图5.4.1 和5.4.2.图5.4.1 70%的电压跌落 图5.4.2 95%的电压跌落5.47 测试方法在Surge 测试完毕后，将相应的程序换成Power Dip的测试程序，分别为short, interruptions, voltage variation, 相应的软件操作同Surge，参见附录一。5.48 测试结果测试项目S/N: S/N:电压跌落电压中断电压变化5.5Flicker 测试5.51测试目的验证产品设计的成熟度，限制EUT的电压波动对公共电网的影响程度。5.52测试标准EN61000-3-35.53测试场地BQC EMC实验室5.54测试设备Harmonics 10005.55测试原理闪烁（Flicker）的定义为：由光线刺激（光线的亮度和谱分布随着时间变化）所带来的视觉上的不稳定性的主观感受。就EMC而言，这个问题是指由电力网络上负载的变化所产生的在公共连接点上的电压的变化，这个变化大到足以使连接到其上的光源产生闪烁，而受影响的光源可能与导致变化的负载设备并没有什么关联。能产生闪烁的典型设备包括：任何在运行期间切换变化的负载的装置，大多数家用电器都归入这一类设备；其他特殊的产品是指具有温度由脉冲点火控制加热器的设备。闪烁总共包括以下三个主要因素：1.相对电压变化；2.短期闪烁值Pst；3.长期闪烁值Plt；电压变化本身不足以形成闪烁的可感知性，在闪烁的频率变化时，人类的眼脑结合对闪烁的感觉是变化的。标准规定Pst不能大于1 ；标准同时表明，对于通常一次工作超过30分钟的设备，长期闪烁是必须要做的。观察周期是2小时，也就是连续记录12个Pst值，Plt的值不允许大于0.65。有效的正当理由是：尽管一般人可以忍受高达1的Pst值达10分钟，但如果闪烁能持续更长的时间，则人的过敏阈值会更低。5.56测试方法1打开Harmonics1000电源开关；2将Harmonics 1000的电源输出线插入到EUT机台；3给EUT输入信号（PC），用最大的分辨率运行一段程序（Run “H”）；4打开软件，操作如附录二；5.电压电流限制依据不同的EUT ，以TV为例，一般选“230V 5A”，此值仅供参考，可以参见机台的铭牌标示 。5.57测试结果 测试项目S/N: S/N:闪烁（附测试报告）5.6Harmonic5.61测试目的验证产品设计成熟度，限制EUT将谐波电流注入到公共电力系统.5.62测试标准EN61000-3-25.63测试场地BQC EMC 实验室5.64测试设备Harmonics 1000 PC5.65测试原理将电流输入到设备的AC电源的谐波分量来源于负载在单周期输入电压上呈现非线性。谐波电流是一种高频率的电流，当它流经电抗器设备（如导线、变压器、电机等）将产生额外的温升及绝缘的破坏；当它流经电容器设备（如电力电容器等），将造成电容器过载、跳闸、故障、烧毁，亦会产生谐振，将设备产生的谐波电流放大，再注入电网，更加大谐波电压的谐变。标准所考虑的谐波频率范围只扩展到2KHz,（50Hz的第40 次谐波），所以不需要使用任何的RF测试技术。基本测量电路如下5.6.1，它的组成包括：一个AC源；一个电流传感器；一个波形分析仪；测量设备EUTZsZmLNIn电源图 5.6.1基本测量电路AC源需要失真非常小、电压稳定性高、低阻抗.谐波失真的要求是:三次谐波小于0.9%,五次谐波小于0.4%,七次谐波小于0.3%,九次谐波小于0.2%,其他各次谐波小于0.1%.在阻抗Zm的压降应当低于0.15峰值.电流传感器的作用是将谐波电流In耦合到测量仪器,既可以是电流分流器,也可以是电流互感器.波形分析仪被用来测量每一次谐波分量In,其中n=240.根据标准,最大谐波电流如下表5.6.2.奇次谐波最大允许谐波电流偶次谐波最大允许谐波电流32.3021.0851.1440.4370.7760.3090.408 n 400.23 * 8/n110.33130.2115 n 390.15 * 15/n表5.6.2 谐波电流允许值5.66测试方法步骤1、2、3同5.5操作步骤.4.打开软件操作如附录三.5.67测试结果测试项目S/N: S/N:闪烁（附测试报告）5.7Conducted Immunity 测试5.71测试目的评估EUT 在共模射频(150kHz80MHz)传导下的抗扰度.5.72测试标准EN61000-4-65.73测试场地BQC EMC实验室5.74测试设备传导抗扰度测试器 CDN M3 （CDN M2 ）5.75测试原理由于实施辐射射频抗扰度测试的难度和费用高,所以为允许较低频率上进行传导抗扰度的测试带来了越来越大的压力.标准EN61000-4-6定义了传导抗扰度的测试方法.第一,耦合方法.在EN61000-4-6定义的三种耦合方法,最好的方法是通过耦合/去耦(CDN)直接注入电压,这样插入损耗为零,因此只需要较小的功率.第二,电缆射频注入测试要求远离EUT的电缆末端上的共模阻抗固定不变.所以,每一种类型的电缆都必须在其远端有一个共模去耦网络或阻抗稳固网络(ISN),以确保这一阻抗,并将任何辅助设备与电缆上的射频电流影响隔离开,并且,使用该网络将射频电压耦合到电缆上.第三,传导抗扰度测试虽然不需要昂贵的电磁吸波屏蔽室设施,但当几根电缆连接到EUT上时,它能否反映EUT的真实情况还值得怀疑.所以,这种电压注入法不太适合按规定有很多电缆连接到其上的设备.第四,对传导抗扰度测试的主要限制条件是频率.EUT尺寸远小于测试频率的波长时,射频能量的大部分被暴露在辐射场中的设备电缆所获得,因此传导测试可以反映真实情况.但随着频率的增大,以至于EUT尺寸接近半波长时,则电缆的主导作用减小,并且在较高频率上,场耦合路径与EUT尺寸的结构、内部电路及其电缆相互影响.所以标准EN61000-4-6规定上限频率在80230MHz(相应设备尺寸约为0.62m).根据电磁辐射环境,测试水平为1V、3V或10V.在设计的测试中，我们选择3V的测试水平。实际施加的信号需用1kHz正弦波进行80%深度的幅度调制.传导抗扰度的测试环境布置示意图如下5.7.1:T 50终端阻抗;T2:衰减器PA:功率放大器辅助设备EUTCDNRF发生器T2屏蔽室Ground Reference PlaneNon-Conducted TableCDN辅助设备T10cm insulationPA图5.7.1 传导抗扰度的测试环境布置示意简图5.76测试方法1.将传导抗扰度测试器预热半小时;2.接通EUT的电源,将电源线接到CDN处的插口，（两相电选用CDN-M2 ，三相电选用CDN-M3 ），通过D-Sub接口输入PC讯号，从PC输入音频讯号（保证有图像和声音）。3.打开软件,操作见附录四.4.检查EUT的画质和音质有没有影响。注: 射频扫描速率低于1.510-3十倍频程/秒或不超过1%的步进频率,驻留时间应使EUT产生响应.频率范围为150kHz80MHz(可能到230MHz),通过耦合/去耦网络(CDN)施加到EUT的电缆端口.当CDN不适合或不可用时,可选的方法是使用电磁钳或电流注入探头(除了电源线除外). 5.77测试结果温度: 湿度: 测试项目S/N: S/N:传导抗扰度5.8EMI测试5.81测试目的评估EUT电磁辐射干扰的限值是否符合国家和国际标准。5.82测试标准EN55022;FCC Part15 B;5.83测试场地常州实验室5.84测试设备EMI自动测试控制系统（电脑及其介面单元）；EMI测试接收机（或频谱分析仪）；各式天线及天线控制单元；电源阻抗模拟网络（LISN）5.85测试原理在30MHz1000MHz 频率范围内,用带有准峰值检波器的测量接收机进行测量.为了节省试验时间,可以用峰值测量替代准峰值测量,一旦发生争议,则以准峰值测量接收机的测量结果为准.天线应为一对称偶极子天线.当频率等于或高于80MHz时,天线的长度应为谐振频率;当频率低于80MHz时,其长度应等于80MHz的谐振频率。进行辐射测量应将天线放在距EUT边框一定远的距离处，EUT的边框系由一条反映EUT简单几何构型的假想直线确定。ITE系统间的所有电缆及所有连接的ITE都应包括在这一边框内。应在地面高度14m的范围内调整天线的高度，以便在每一个测试频率点获得最大的指示值。在测量的过程中应改变天线相对于EUT的方位以寻找最大的场强读数。为了达到此目的，可以旋转EUT。如果这样做有困难，则可以使EUT的位置不变，让天线围绕EUT进行测量。在测量的过程中，为了寻找最大的场强读数，应改变天线相对于EUT的水平和垂直极化方向。在301000MHz频率范围应通过水平和垂直极化方向的场地衰减测量来检验试验场地的有效性。如果水平和垂直场地衰减测量值和理想场地衰减值之差不大于4dB，则认为该场地是可接受的。EUT的布置按图5.8.1布置，EUT应放置在辐射场强试验场地中非金属的桌面上，桌子的高度为0.8m，其下放有一块金属接地平板。5.86测试方法由被测接收机前面面板面向接收天线开始，调整接收天线到水平极化位置，天线高度在1m到4m内变化，直到测量仪器获得最大读书为止 。然后，将被测设备绕其中心水平旋转，直到测量仪器获得最大读数为止。将接收天线转到垂直极化位置，重复上述测量步骤，但是天线的高度是从2m到4m变化。用上述测量步骤测试各频率点的场强最高值，并定义为该点的辐射骚扰值。如果在某些频率接收天线所处位置环境信号强度较高，用下述方法之一来判断被测设备是否符合要求。1. 当高电平环境信号频率较窄时，骚扰值可以依据与其相邻的值按内插的方法取值，插入值应该处于邻近环境噪声的骚扰值的连续函数曲线上；2. 其他情况可以参考GB4824-2001附录C的方法。控制室屏蔽门EMI接收机无线监测系统3m或10m0.8m电波暗室（内嵌吸波材料）讯号产生器及放大器场强闭路系统图5.8.1 EMI EUT测试布置图5.87测试限值1.辐射发射限值：测试标准频率范围 ( MHz )距离( Meter )场强( dBuV / m )FCC CLASS B30 88 88 216 216100034043.546VDE CLASS B30 230 230 470 470 100010303740EN55022 CLASS B30 230 230 1000103037VCCI CLASS 230 230 230 10001030372.传导发射限值：CONDUCTIONFREQUENCYRANGE ( MHz )RF VOLTAGE( dB / uV )FCC CLASS B0.45 3048VDE CLASS B0.01 0.05 0.05 0.15 0.15 3011090 80Refer to EN55022EN55O22 CLASS B0.15 0.5 0.5 5 5 3066 565660VCCI CLASS 20.15 0.5 0.5 5 5 3066 5656605.88测试结果测试项目S/N: S/N:S/N:S/N:EMI(10m)EMI (3 m)附测试报告：附件一：EFT&Surge&Dip Test ProcedureStep1:Power on the PC and the test equipmentStep2:Choose the “Genecs”Step3:Press “File”and “Open”Step5:Press “打开”Step4:Choose the test program whichyou want like EFT or Surge or DipStep6:Press “SETUP”Step7:Press“Load”Step10:Press the “RUN”to start the testStep8:insert the adapteror the Power line intothis socketStep9:Press “PWR1”then running the EUTunder the test modelStep11:Press “OK” When the test completed附录二：Fli