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电子电路仿真与电磁兼容结课报告题目：PCB电磁兼容技术应用指导老师： YX 姓名： YX 班级： YX 学号： YX 完成时间： 2012年10月 PCB电磁兼容技术应用摘要：电磁环境日益复杂的今天，除电磁环境会对人类生产产生积极影响外，电力电子技术的进步以及社会生活的逐步发展还会对人类生活乃至人类的社会活动产生影响。因此，探讨电磁环境与电工电子学的关系极为重要，世界各国都已经投入较多的人力物力，积极从事电磁兼容技术这方面的研究。本次报告以汽车电子行业为例，介绍电磁兼容技术及其标准，介绍PCB过程中应用到的电磁兼容知识。通过汽车车速传感器应用，汽车车在音响，汽车电源，汽车智能照明控制系统，汽车轮胎检测系统等实例，说明PCB电磁兼容技术在汽车电子行业的应用。通过简介明了的语言和较为全面的较少方式，说明PCB电磁兼容技术的应用和重要原理与技巧。同时，不仅仅是汽车电子行业，各行各业，各种产品，都应当在设计的过程中考虑好EMC问题。针对不同类型的干扰采取相应的措施来抑制，然后给出设计产品PCB的布局及布线原则以满足电磁兼容性能的要求。关键词：电磁兼容技术、PCB、EMC检测、汽车电子目录摘要：11.引言31.1背景31.2电磁兼容技术在汽车电子行业的意义32.电磁兼容（EMC）32.1电磁兼容概述及发展32.2电磁兼容性的基本概念42.3电磁干扰的三要素52.4电磁兼容研究的主要内容及原则52.5消除或减小电磁干扰常用技巧63.PCB技术73.1.PCB技术概述73.2PCB中常见的电磁干扰类型83.3PCB抗干扰措施94.EMC认证标准104.1EMC认证标准概述104.2EMC标准104.3我国汽车电子行业EMC标准现状115、EMC检测国内外对125.1国外汽车电磁兼容研究概况125.2国内汽车电磁兼容研究概况136. 检测工具及方法（以华阳通用电子有限公司为例）146.1ISO系统146.2 ISO系统设备介绍146.3 BCI系统方案186.4 ESD系统方案207.PCB电磁兼容技术应用实例-以汽车电子行业为例217.1汽车电子概述217.2汽车电子的电磁兼容性检测227.3汽车电子电磁兼容技术应用实例（以车速传感器为例）237.3.1 车速传感器237.4对汽车电子中PCB电磁兼容技术应用的小结26结束语271.引言1.1背景电和磁这两种客观存在，但又看不见摸不到的物质已经充斥于我们生活的各个角落，无时无刻不在影响着人们的生产和生活。电磁能得广发应用，是工业技术的发展日新月异。电磁能在为人类创造巨大财富的同时，也带来异一定的危害，被称为电磁污染，这也是环境保护研究的一个重要分支。电磁产生的一些列问题影响生产和生活，对电磁的研究也开始开展。不断研究解决电磁环境中设备之间以及系统之间相互关系的问题，促进了电磁兼容技术的迅速发展。就电磁环境与人类的关系而论，除电磁环境会对人类生产产生直接影响，电力电子技术的进步以及社会生活的逐步发展还会对人类生活乃至人类的社会活动产生影响。因此，探讨电磁环境与电工电子学的关系极为重要，世界各国都已经投入较多的人力物力，积极从事这方面的研究。1.2电磁兼容技术在汽车电子行业的意义汽车电子是车体汽车电子控制装置的总称，是由传感器、微处理器MPU、执行器、数十甚至上百个电子元器件及其零部件组成的电控系统。随着汽车自动化程度的日益提高以及汽车科技的发展，部分机械系统将逐步被电子系统所取代，如今汽车的电子部件成本已经超过了汽车中称本的1/3。这样的形式对汽车电子的电磁兼容性能提出了很大的挑战。可是目前很多公司都是在前期设计阶段没有考虑电磁兼容方面问题，往往是在在产品样机出来再进行EMC模拟测试，如果这时测试通过，则是比较幸运的。但很不幸的是，大多数情况下是不能测试通过的，这时出了问题进行整改并需要对产品重新设计，常常会要进行较大改动。这个阶段产品电磁兼容出现问题原因比较多，如果是因为屏蔽问题往往会涉及结构模具改动，如果因为接口滤波问题就会对产品原理图进行改动，同时导致PCB 的重新设计，还有可能会因为系统接地问题，那就会对整个产品系统重新做调整，重新设计。避免这种情况的最佳做法是：把电磁兼容问题在产品设计前期解决！设计师应当针对可能出现的不同类型的干扰采取相应的措施来抑制，然后给出设计产品PCB的布局及布线原则以满足电磁兼容性能的要求。2.电磁兼容（EMC）2.1电磁兼容概述及发展2.1.1电磁兼容性（EMC）：电磁兼容性EMC（Electro Magnetic Compatibility），是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。主要包括两个方面的要求：一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值；另一方面是指器具对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度，即电磁敏感性。2.1.2我国电磁兼容技术发展状况电磁兼容是一门新兴的综合性学科。电磁兼容学科主要研究的是如何使在同一电磁环境下工作的各种电气电子设备和元器件都能正常工作，互不干扰，达到兼容状态。我公司的电磁兼容研究主要针对电气电子设备，同时也涉及到如生产中的静电放电、电磁辐射对人体的影响等方面。1833年法拉弟发现电磁感应定律，指出变化的磁场在导线中产生感应电动势。1864年麦克斯韦引入位移电流的概念指出变化的电场将激发磁场，并由此预言电磁波的存在，这种电磁场的相互激发并在空间传播。正是电磁干扰存在的理论基础。20世纪初，许多学者对电磁感应影响的研究日益深入。并进一步研究感性、容性及阻性等耦合方式引起的干扰，还对辐射性干扰进行了大量研究。美国从1945年开始，颁布了一系列电磁兼容方面的军用标准和设计规范，并不断加以充实和完善，使得电磁兼容技术得到快速发展。进入八十年代，电磁兼容已成为十分活跃的学科领域，许多国家（美、德、英、法、日等国）在电磁兼容标准与规范，分析预测、设计、测量及管理等方面均达到很高水平，有高精度的电磁干扰（EMI）和电磁敏感度（EMS）自动测量系统，可进行各种系统间的EMC试验，研制出系统内和系统间的各种EMC计算机分析程序。在电磁干扰抑制技术方面，理论和实际处理方法已很完善，研制出许多专用的新材料、新的器件，并形成了一类新的EMC产业我国开展EMC工作较晚，与先进国家差距较大，尤其是管理规范和设计规范很缺乏。第一个干扰标准是1966年由原第一机械工业部制定的部级标准JB-854-66船用电气设备工业无线电干扰端子电压测量方法与允许值。八六年我国出台GJB151-86标准后，电磁兼容问题逐步得到重视， 到九七年颁布并强制执行了GJB151A-97既军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求；GJB152A97既军用设备和分系统电磁发射和敏感度测量电磁兼容国军标及保密委标准后，电磁兼容技术水平提高很快。目前已制定国家标准及军用标准三十余个，标准要求基本等同与国际标准和美军标。为考核进出口电子、电气产品的干扰特性提供了一定条件，使我国在电磁兼容标准与规范方面有了较大进展。近年来国家有关部门对电磁兼容十分重视，电磁兼容学术组织纷纷成立，在许多单位建立或改造了EMC实验室，引进较先进的EMI、EMS自动测量系统和设备，在各地区及一些军工系统建立了国家级EMC测量中心，已具备各种EMC测量和试验的能力。2.2电磁兼容性的基本概念电磁兼容性(EMC)分为两个方面：电磁骚扰（EMI）和电磁抗扰度（EMS）电磁兼容性 EMC（Electromagnetic Compatibility） 设备在共同的电磁环境中能一起执行各自功能的共存状态，即该设备不会由于受到处于同一电磁环境中其他设备的电磁发射导致不允许的降级；也不会使同一电磁环境中其他设备因受其电磁发射而导致不允许的降级。电磁干扰EMI（Electromagnetic Interference) 电磁骚扰导致电子设备相互影响，并引起不良后果的一种电磁现象。辐射发射RE (Radiated Emission) 通过空间传播的、有用的或不希望有的电磁能量。传导发射CE (Conducted Emission) 沿电源或信号线传输的电磁发射。电磁敏感性 EMS（Electromagnetic Susceptibility) 设备暴露在电磁环境下所呈现的不希望有的响应程度。即设备对周围电磁环境敏感程度的度量。电磁敏感意味着电磁环境已经造成设备性能的降低。辐射敏感度RS（Radiated Susceptibility) 对造成设备性能降级的辐射骚扰场的度量。传导敏感度CS（Conducted Susceptibility) 当引起设备性能降级时，对从传导方式引入的骚扰信号电流或电压的度量。图一：电磁兼容概念关系2.3电磁干扰的三要素l 电磁干扰效应：由电磁骚扰源发出的电磁能量，经过某种耦合通道传输到敏感设备，导致敏感设备出现某种形式的响应并产生效果。这一作用过程及其效果，称为电磁干扰效应。l 电磁干扰效应有三个要素，分别为：电磁骚扰源：指产生电磁骚扰的元件、器件、设备或自然现象； 耦合途径或称耦合通道：指把能量从骚扰源耦合到敏感设备上，并使该设备产生响应的媒介； 敏感设备：指对电磁骚扰产生响应的设备。所有的电磁干扰都是由上述三个因素的组合而产生的。把它们称为电磁干扰三要素。如下图所示。图2：电磁兼容三要素2.4电磁兼容研究的主要内容及原则2.4.1电磁兼容学科研究的主要内容电磁兼容学科研究的主要内容是围绕构成电磁干扰的三要素进行的，即对电磁骚扰源、耦合通道和敏感设备的研究。骚扰源的研究包括其发生的机理、时域和频域的定量描述，以便从源端来抑制干扰的发射，通常采用滤波技术来限制骚扰源的频谱宽度和幅值。骚扰的耦合通道有二条：1，通过空间辐射；2，通过导线传导。辐射发射主要研究在远场条件下骚扰以电磁波的形式发射的规律以及在近场条件下的电磁耦合。通常采用屏蔽技术来阻断骚扰的辐射。传导发射讨论骚扰延导线传输的影响。通常传导发射通过公共地线、公共电源线和互连线而实现。电磁兼容的研究内容还包括电磁兼容控制技术、测量技术、分析预测等。 2.4.2电磁兼容的基本原则电子线路的电磁兼容性设计应从以下几方面考虑：元件选择在大多数情况下，电路的基本元件满足电磁特性的程度将决定着功能单元和最后的设备满足电磁兼容性的程度。选择合适的电磁元件的主要准则包括带外特性和电路装配技术。因为是否能实现电磁兼容性往往是由远离基频的元件响应特性来决定的。而在许多情况下，电路装配又决定着带外响应（例如引线长度）和不同电路元件之间互相耦合的程度。 l 具体规则是：（1）在高频时，和引线型电容器相比，应优先进用引线电感小的穿心电容器或支座电容器来滤波；（2）在必须使用引线式电容时，应考虑引线电感对滤波效率的影响；（3）铝电解电容器可能发生几微秒的暂时性介质击穿， 因而在纹波很大或有瞬变电压的电路里，应该使用固体电容器；（4）使用寄生电感和电容量小的电阻器。片状电阻器可用于超高频段；（5）大电感寄生电容大， 为了提高低频部分的插损，不要使用单节滤波器，而应该使用若干小电感组成的多节滤波器；（6）使用磁芯电感要注意饱和特性，特别要注意高电平脉冲会降低磁芯电感的电感量和在滤波器电路中的插损；（7）尽量使用屏蔽的继电器并使屏蔽壳体接地；（8）选用有效地屏蔽、隔离的输入变压器；（9）用于敏感电路的电源变压器应该有静电屏蔽，屏蔽壳体和变压器壳体都应接地；（10）设备内部的互连信号线必须使用屏蔽线，以防它们之间的骚扰耦合；（11）为使每个屏蔽体都与各自的插针相连，应选用插针足够多的插头座。 2.5消除或减小电磁干扰常用技巧2.5.1电磁屏蔽理论屏蔽是利用屏蔽体来阻挡或减小电磁能传输的一种技术，是抑制电磁干扰的重要手段之一。屏蔽有两个目的，一是限值内部辐射的电磁能量泄漏出该内部区域，二是防止外来的辐射干扰进入某一区域。电磁场通过金属材料隔离时，电磁场的强度将明显降低，这种现象就是金属材料的屏蔽作用。我们可以用同一位置无屏蔽体时电磁场的强度与加屏蔽体之后电磁场的强度之比来表征金属材料的屏蔽作用，定义屏蔽效能（Shielding Effectiveness，简称SE）： 2.5.2接地设计接地是抑制电磁干扰、提高电子设备电磁兼容性的重要手段之一。正确的接地既能抑制干扰的影响，又能抑制设备向外辐射干扰；反之错误的接地反而会引入严重的干扰，甚至使电子设备无法正常工作。电子设备中的“地”通常有两种含义：一种是“大地”，另一种是“系统基准地”。接地就是指在系统的某个选定点与某个电位基准间建立低阻的导电通路。“接大地”就是以地球的电位作为基准，并以大地作为零电位，把电子设备的金属外壳、线路选定点等通过接地线、接地极等组成的接地装置与大地相连接。“系统基准地”是指信号回路的基准导体（电子设备通常以金属底座、机壳、屏蔽罩或粗铜线、铜带作为基准导体），并设该基准导体电位为相对零电位，但不是大地零电位，简称为系统地。接地的目的有两个：一是为了安全，称为保护接地。电子设备的金属外壳必须接大地，这样可以避免因事故导致金属外壳上出现过高对地电压而危及操作人员和设备的安全。二是为电流返回其源提供低阻抗通道。2.5.3滤波设计滤波电路的基本概念 滤波电路是由电感、电容、电阻、铁氧体磁珠和共模线圈构成的频率选择性网络，低通滤波器是电磁兼容抑制技术中普遍应用的滤波器。为了减小电源和信号线缆对外辐射，接口电路和电源电路必须进行滤波设计。滤波电路的效能取决于滤波电路两边的阻抗特性，在低阻抗电路中，简单的电感滤波电路可以得到40dB的衰减，而在高阻抗电路中，几乎没有作用；在高阻抗电路中，简单的电容滤波电路可以得到很好的滤波效果，在低阻抗电路中几乎不起作用。在滤波电路设计中，电容靠近高阻抗电路设计，电感靠近低阻抗电路设计。3.PCB技术3.1.PCB技术概述 3.1.1PCB概念及市场范围PCB（PrintedCircuitBoard），中文名称为印制电路板，又称印刷电路板、印刷线路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的提供者。由于它是采用电子印刷术制作的，故被称为“印刷”电路板。印刷电路板是组装电子零件用的基板，是在通用基材上按预定设计形成点间连接及印制元件的印制板。该产品的主要功能是使各种电子零组件形成预定电路的连接，起中继传输的作用，是电子产品的关键电子互连件，有“电子产品之母”之称。印刷电路板作为电子零件装载的基板和关键互连件，任何电子设备或产品均需配备。其下游产业涵盖范围相当广泛，涉及一般消费性电子产品、信息、通讯、医疗，甚至航天科技产品等领域。随着科学技术的发展，各类产品的电子信息化处理需求逐步增强，新兴电子产品不断涌现，使PCB产品的用途和市场不断扩展。新兴的3G手机、汽车电子、LCD、IPTV、数字电视、计算机的更新换代还将带来比现在传统市场更大的PCB市场。3.1.2 PCB设计不管是单面板、双面板、多层板的设计，之前都是用protel设计出来的，现在有用PADS、Allegro等设计。印制电路板的设计是以电路原理图为根据，实现电路设计者所需要的功能。印刷电路板的设计主要指版图设计，需要考虑外部连接的布局、内部电子元件的优化布局、金属连线和通孔的优化布局、电磁保护、热耗散等各种因素。保证PCB的电磁兼容性是整个系统设计的关键，合理正确的PCB的布线和设计应该使得: (l)板上的各部分电路相互间无干扰，都能正常工作; (2)PcB对外的传导发射和辐射发射尽可能降低，达到有关标准要求; (3)外部传导干扰和辐射干扰对PCB上的电路基本无影响。优秀的版图设计可以节约生产成本，达到良好的电路性能和散热性能。简单的版图设计可以用手工实现，复杂的版图设计需要借助计算机辅助设计（CAD）实现。3.2PCB中常见的电磁干扰类型3.2.1传导干扰传导干扰主要是通过导线耦合及公共阻抗耦合来影响其他电路。当多个电路回路的电流流经一个公共阻抗时，一个电路回路的电流在该公共阻抗上的电压变化就会影响到另一个电路回路，这就是共阻抗耦合。如图3所示，电路1、电路2与电路3共用一根导线获得电源电压和接地回路，如果其中一个电路的电压突然需要升高，那么另外两路的电压必将因为共用电源以及回路之间阻抗的变化而升高，线路中这种du/dt的变化将形成一种干扰源，对地回路也是如此。在PCB中，传导干扰的耦合途径是直接相通的电路，干扰信号正是通过这个通路由干扰源传递到敏感元件上的。图3：电磁干扰例图3.2.2辐射干扰通过辐射途径造成的干扰耦合称为辐射耦合。它是以电磁场的形式将能量从一个电路传输到另一个电路，这种传输路径小至系统内可想象的极小距离，大至相隔较远的系统间。根据频率的高低及干扰源、敏感元件之间的距离不同可分为近场干扰和远场干扰，而后者又可细分为共模CM干扰和差模DM干扰。PCB中的辐射干扰主要是电缆和内部走线间的共模电流辐射干扰，共模电流辐射实际上是由差模源驱动产生的。3.2.3串扰串扰是一个信号线路干扰另外一邻近的信号路径，它通常发生在相互靠近的导体或回路之间，用电路和导体的互容和互感来表征。在PCB中，当两条印制线间距离较近时，两线之间会发生电磁串扰，串扰会使有关敏感电路或元件功能失常。例如，PCB上某一带状线上载有低电平信号，当平行布线长度超过10 cm或两线间距离小于3W（W为印制线条宽度）时，就会产生串扰。由于串音由电场通过互容、磁场通过互感引起，故将PCB上的串音问题分为表现为电场交链耦合的容性耦合和表现为磁场交链耦合的感性耦合。3.3PCB抗干扰措施3.3.1差模共模抑制差模辐射可用小环天线的辐射来近似，根据环天线的辐射理论，可用以下方法来抑制差模干扰：（1）减小回路的电流大小。（2）减小环路面积，将信号线紧挨地线布置。（3）减小信号频率及其谐波，加大数字信号的上升/下降时间。共模辐射是由于接地电路中存在电压降，在同一块PCB上，存在不同电位差的电位分布区域，当外接电缆与这些部位连接时，就会在共模电压激励下形成共模电流，成为辐射电场的天线,这是由于接地系统中存在电压降所造成的。产品辐射性能的决定因素是共模辐射。我们可以用对地电压激励的、长度小于1/4波长的短单极天线来模拟共模辐射，限制共模电流是减小共模辐射的基本方法。为此，我们可以采取以下措施：（1）尽量减小激励此天线的源电压，即地电位。（2）提供与电缆串联的高共模阻抗，即加共模扼流圈。（3）将共模电流旁路到地。在设计PCB电路时，可根据以下要求来降低差模/共模干扰：（1）印制线的长度应尽可能短而宽；为了减少电流辐射的干扰能量，应根据预测或测量到的电磁波频率，并根据印制线的长度和其辐射频率的响应关系，合理地设计PCB中线路的长度。（2）根据电路板的电平要求对其做量化分析，设立适当的接地平面或接地线、减小印制线长度和环路面积。3.3.2合理的电路布局l 布局应做到：（1）尽量减少关键信号和高速信号的延迟，以控制信号的反射。（2）控制信号组延迟的一致性，否则采集到的数据可能错位。（3）保持整块电路板上布线密度的大体平衡，以控制串扰，高速信号的布线密度应尽量小。l 对于特殊元器件，要求：（1）高频元器件之间的连线尽可能的短，这样能尽量减少相互间的电磁干扰。（2）易受干扰的元器件不能相距太近。（3）输入和输出元件应尽量分开。（4）加大具有较高电位差的元器件之间的距离，以减小共模辐射。（5）解耦电容应靠近芯片的电源引脚。l 对于普通元器件，要求：（1）按电路的流程放置各个功能电路单元的器件，使信号流通方向尽可能一致；（2）围绕每个功能电路的核心元件进行布局，尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接；（3）高频工作的电路，应尽可能使元器件平行排列，便于布线。3.3.3 电源线和地线的布置电源线合理布是为了尽可能的减少由于线路阻抗引起的降压和高频电磁场转换而产生的各种噪声。电源走线不能中间细两头粗，以免在上面产生过大的降压，拐弯要采用大于90的钝角，最好用圆弧形，其过孔要大一些，而且在允许的情况下最好在其过孔处加滤波电容。地线对于改善PCB电磁兼容性的贡献主要有两个：一个是减小了信号回路面积，因而减小了辐射，提高了抗扰度；另一个是减小了轨线之间或电路之间的串扰，其原理是为电磁能量提供了一个更好的返回干扰源的路径，使能量不能进入受害导体。印制板导线的特性阻抗，直接影响到电路板抗干扰性能，降低电阻就是降低公共阻抗，从而降低地线干扰。电路板要按功能分区，各分区电路地线相互并联，一点接地。当电路板上有多个电路单元时，应使各单元有独立的地线回路，各单元集中一点与公共地相连。这样各自地电流不会流入其它单元，避免相互串扰。电源线、地线的线宽应尽量大，对于0.5 mm脚间距的器件布线宽度不小于0.3 mm（12 mil）。混合信号电路板上的数字地和模拟地分割开，否则电磁辐射和信号串扰都会急剧增加，产生电磁兼容问题。因此，数字电路和模拟电路一定要分区布局布线。3.3.4信号线的布置信号线布局不合理会产生噪声，因此在布局中应注意：（1）避免信号线上阻抗突然改变。（2）减小信号回路以减小辐射。（3）在相邻信号层，走线的方向一定要取为相互垂直。（4）与地线相邻的信号层布高速数字信号线和低电平模拟信号线，较远的层布低速信号线和高电平模拟信号线。（5）输入输出端布线应尽量避免相邻平行，避免发生反馈耦合。（6）高速信号可采用差分对布线，减小电磁辐射。4.EMC认证标准4.1EMC认证标准概述为了规范电子产品的电磁兼容性，所有的发达国家和部分发展中国家都制定了电磁兼容标准。电磁兼容标准是使产品在实际电磁环境中能够正常工作的基本要求。之所以称为基本要求，也就是说，产品即使满足了电磁兼容标准，在实际使用中也可能会发生干扰问题。大部分国家的标准都是基于国际电工委员会（IEC）所制定的标准。 欧共体政府规定，从1996年1月1起，所有电气电子产品必须通过EMC认证，加贴CE标志后才能在欧共体市场上销售。此举在世界上引起广泛影响，各国政府纷纷采取措施，对电气电子产品的RMC性能实行强制性管理。国际上比较有影响的，例如欧盟89/336/EEC指令（即EMC指令）、美国联邦法典 CFR 47/FCC Rules等都对电磁兼容认证提出了明确的要求。4.2EMC标准1、GB 4343-1995家用和类似用途电动、电热器具，电动工具以及类似电器无线电干扰特性测量方法和允许值 该标准己于1995年8月25日发布，1996年12月1日起实施。 2、GB4343.2-1999电磁兼容 家用电器、电动工具以及类似器具的要求 第二部分 抗扰度 该标准己于1999年3月23日发布，2000年4月1日起实施。 3、GB 17625.1-2003 低压电气及电子设备发出的谐波电流限值(设备每相电流16A的设备) 该标准己于2003年02月09日发布，2003年05月01日起实施。代替GB 17625.1-1998。4.3我国汽车电子行业EMC标准现状目前，我国强制认证（CCC）业务中，有关汽车和汽车电子产品的电磁兼容性发射认证项目只有两个标准，即GB 14023车辆、机动船和由火花点火发动机驱动的装置的无线电骚扰特性的限值和测量方法和GB/T 18387电动车辆的电磁场辐射强度的限值和测量方法宽带9 kHz30 MHz，且这两个标准只适用于整车的电磁兼容性要求。汽车电子产品中电控门锁、外部照明及光信号产品、电动座椅、防盗报警系统等产品在CCC认证范围中，其中部分产品涉及电磁兼容性项目，但是测试项目典型状况较少，且部分项目采用信息技术设备的技术指标要求作为汽车电子产品认证要求。例如，防盗报警系统只考核电磁场抗扰度、静电放电抗扰度和电快速瞬变脉冲群抗扰度等项目。国内近几年颁布了一批有关汽车电子电磁兼容性能的国家标准，内容涉及电磁兼容专业的发射和抗干扰两大方面，覆盖辐射发射、传导发射、辐射抗扰度、静电放电、传导抗扰度等项目。目前我国汽车电子与电磁兼容分技术委员会（SAC/TC114/SC29）将汽车电子产品电磁兼容国际标准转化为国家标准的有：GB/T 176191998，机动车电子电器组件的电磁辐射抗扰性限值和测量方法；GB/T 199512005（ISO 10605），道路车辆-静电放电产生的电骚扰试验方法；GB/T 21437.12008（ISO 7637-1），道路车辆由传导和耦合引起的电骚扰第1部分:定义和一般描述；GB/T 21437.22008（ISO 7637-2），道路车辆由传导和耦合引起的电骚扰第2部分：沿电源线的电瞬态传导。全国无线电干扰标准化技术委员会D分会（SAC/TC79/SC3）将汽车电子产品电磁兼容国际标准转化为国家标准的有：GB 186552002（CISPR 25:1995），用于保护车载接收机的无线电骚扰特性的限值和测量方法。与国际标准相比，我国的汽车电子产品的电磁兼容标准体系还在完善过程中，仍有很多相关的国际标准尚待研究，并逐步转化为国家标准。国内没有建立应用于认证的标准体系，比如技术指标要求的选择、考核项目的剪裁，更没有结合国情、自主品牌的汽车性能和我国汽车电子产品的现状。国内汽车电子产品的电磁兼容性能存在两极分化的情况。由于部分汽车电子产品需要出口欧美市场，必须通过相关电磁兼容法规或指令的要求，所以产品在设计之初即考虑电磁兼容问题。而部分汽车电子产品在国内供货，且属于后期辅助或扩展系统，没有相关的电磁兼容认证和法规要求，产品质量堪忧，在使用过程中对汽车产品质量和人身安全会造成一定影响。5、EMC检测国内外对5.1国外汽车电磁兼容研究概况目前,世界上汽车发达国家对汽车电磁兼容研究已经取得了一些成就,形成了一套汽车电磁兼容体系。这主要表现在:具有较为完善的汽车电磁兼容测试标准和规范;具有有效的对汽车整车和零部件进行电磁兼容检测、管理和认证的机构;具有高精度的汽车电磁兼容测试系统;研制出了大型的汽车电磁兼容预测、分析和设计软件。第三方测试认证机构、汽车研究机构等也都开展了汽车电磁兼容方面的研究,并相继建立了自己的电磁兼容实验室。5.1. 1较完善的汽车EMC标准规范国际标准化组织(ISO) 、国际电工委员会(IEC) 、国际无线电干扰特别委员会(CISPR) 、美国汽车工业协会(SAE) 、德国标准局(DIN) 、德国电气工程师协会(VDE)等组织均在其文件中规定了抗干扰检测的干扰类型及严格等级,几乎所有的汽车制造商和汽车电子产品的生产厂家均接受这些标准或把这些标准增补为自己的企业标准。5.1. 2众多大型的EMC实验室德国大众从1965年起,开始建立了露天的汽车防无线电干扰试验台,到70年代不断改进和完善,1978年引进了较先进的测试设备,1985年大力推进汽车电磁兼容中心体系的筹建工作,1987年全新的汽车电磁兼容中心竣工。法国PSA公司电磁兼容实验室共有三个暗室:一个用于整车,一个用于零部件和车用接收机调整,另外一个专门用于零部件测试。测试整车的暗室尺寸为15. 5m10m6m,转台直径8. 4m,轴距调整范围为20003700mm。欧洲各国EMC实验室总计上百个,其它拥有大型汽车EMC实验室的机构有德国宝马汽车公司、奥迪汽车公司(见图1) 、法国U- TAC、英国汽车工业研究会(MIRA) 、意大利菲亚特等。5.1. 3开展汽车EMC预测研究汽车电磁兼容研究以前基本局限在试验上,但是随着电动汽车和混合驱动汽车的出现,以及汽车电气系统的迅速增加,信号频率的不断提高,汽车电磁兼容问题越来越成为汽车制造商很重的一个负担。为提高解决问题的效率,降低成本,把数字建模和数字仿真技术应用到汽车电磁兼容研究上,正成为汽车电磁兼容研究的一个热点。美国汽车工业发达,各公司为了增加产品的竞争力,相继建立了EMC实验室。位于美国底特律的戴姆勒2克莱斯勒公司技术中心电磁兼容实验室共有四个暗室:分别是测量整车EMI和EMS暗室,测量车载接收机受到来自车内设备产生电磁干扰(整车法)的暗室,测量整车的TEM室,以及测量汽车电子零部件的暗室。通用、福特等汽车公司也都拥有自己的EMC实验室。另外,英国汽车工业研究会(MIRA)也在底特律附近其北美总部建立了大型综合EMC实验室。欧盟还组织了一个“GEMCAR”项目组。该项目组致力于开发一整套实用的汽车电磁兼容计算机建模的准则,它认为计算电磁技术将在汽车的设计和开发上会获得越来越多的应用。工作组由欧盟5个国家中的9个成员单位组成,其中包括汽车制造商、汽车电器厂商、软件提供商、第三方认证机构、以及有丰富电磁兼容仿真经验的航空局等。该工作组从2000年1月开始,主要研究内容包括: 汽车电磁兼容建模的要求和规范; 建模的细部要求; 汽车电磁兼容计算机仿真的益处及潜在优点; 最大程度地提高汽车电磁兼容仿真设计的效率。5.2国内汽车电磁兼容研究概况5.2.1我国电磁兼容研究发展我国汽车电磁兼容技术研究工作起始于汽车电磁干扰特性测量的研究。20世纪80年代初,开始对汽车电磁干扰特性进行摸底测量试验。1994年,中国汽车技术研究中心在国内率先开展了对汽车无线电干扰特性测量,并对全国各型汽车(新车)进行了摸底普查。普查结果统计,合格率仅为24%,相当部分不合格的车辆属于严重超标。1992年戴焯等在论述汽车电系电磁环境及几种主要瞬变过电压特性基础上,对汽车电系的电磁干扰抑制技术、测量技术和电磁兼容标准进行了简要分析。1996年姜述刚等对汽车电磁兼容性进行了综述,介绍了汽车电磁兼容基本概念和有关试验方法及标准。1998年,章一舫提出建立我国汽车电磁兼容研究体系,认为汽车电磁兼容研究主要任务是由四个方面组成:整车辐射发射试验、整车辐射敏感度试验、整车传导发射试验、整车传导敏感度试验。2001年刘新亮结合上海大众汽车公司的电磁兼容实践就汽车电器系统的电磁兼容从电磁环境分析、电磁兼容设计、电磁兼容测试/ 评价等方面进行了论述。从20世纪90年代,我国开始控制汽车无线电干扰,国内各汽车检测机构、生产企业纷纷购置了电磁干扰接收机系统,用于研究测试汽车无线电干扰水平,并加以控制。包括天津汽车检测中心、重庆国家客车质量监督检验中心在内的国家级汽车检测机构均具备电磁干扰检测能力。此后,国内开展了汽车及其部件的电磁兼容技术研究,开始研究并建设大型电磁兼容实验设施。2001年3月中国汽车技术研究中心电磁兼容检测实验室通过了中国实验室认可委员会认可,标志着我国汽车电磁兼容试验技术工作有了新的发展。中国汽车技术研究中心电磁兼容实验设施包括野外开阔场、电磁波暗室、传导屏蔽室、放大器室和测量控制系统。电波暗室作为电磁兼容实验室的主体,可以实现室内的电磁场具有均匀性和衰减性,可以模拟室外开阔场地的电磁分布,完成与电磁场相关的各种试验。该实验室通过了美国SIS检测机构的测试,性能指标达到国际相关标准的技术要求。2004年12月在重庆的国家客车质量监督检验中心建成了电磁兼容实验室。该实验室可以为汽车整车及其零部件、摩托车整车及其零部件做电磁兼容试验,其中半电波暗室的净空尺寸为13m(L) 9m(W) 7m(H) ,配备有直径为5m、承重8t 的转台,可在14m高度范围内扫描天线塔。从国内情况来看,由于我国汽车工业整体水平落后,对汽车电磁兼容性的重要性认识不足,因此,对电磁兼容的研究还很少。汽车电磁兼容法规不健全,而且执行也不够严格。1992年我国颁布了GB1402392车辆、机动船和火花点火发动机驱动装置无线电干扰特性的测试方法及允许值强制性国家标准,对汽车向环境辐射的电磁波干扰作了限制。1998年颁布了GB1761998机动车电子电器组件的电磁辐射特性限值和测量方法。2001年发布了GB/ T183872001电动车辆的电磁场辐射强度的限值和测量方法宽带9kHz30MHz。5.2.3我国汽车行业电磁兼容试验设施状况2001年3月中国汽车技术研究中心电磁兼容检测实验室通过丁国家质量技术监督局实验室认可委员会和同家商检局实验室认可委员会的双重认可，标志着我国汽车电磁兼容试验技术工作有了新的发展。中国汽车技术研究中心电磁兼容实验设施包括野外开阔场、电磁波暗室、传导屏蔽窀、放大器室和测量控制系统，电波暗室作为电磁兼容实验室的主体，可以实现室内的电磁场具有均匀性和衰减性可以模拟室外开阔场地的电磁分布，完成与电磁场相关的各种试验。该交验窒通过了美国SIS检测机构的测试，性能指标达到国际相关标准的技术要求。2003年，在汽车行业，新的电磁兼容实验室(包括电磁波暗室)正在陆续建成。6. 检测工具及方法（以华阳通用电子有限公司为例）6.1ISO系统华阳公司的ISO系统是超小型干扰模拟器UCS200-M、抛负载脉冲发生器LD200B、电压跌落信号发生器VDS200B、电容耦合钳、系统软件、系统附件及电缆组成。每台信号发生器器可以单独运行，也可以统一安放到标准机柜中，通过UCS200-M的中央耦合矩整开关有一个通道输出测试信号。每台设备都有内置IEEE488口既可以手动操作也可以使用专用软件自动控制整个系统的运行。系统如图所示：图4：ISO系统部分测试仪器6.2 ISO系统设备介绍 6.2.1超小型干扰模拟器（Ultra-Compact Simulator UCS200-M）超小型干扰模拟器UCS200-M是一台将脉冲群发生器、多种微脉冲发生器及耦合矩阵开关网络集成在一起的汽车瞬变干扰模拟器。UCS200-M可以符合国际及汽车厂家相关标准测试。UCS200-M的Freestyle功能可以使用户按自己要求建立微脉冲波形。图5 图6l 测试等级：电压(开路) U=20V600V10%脉冲间隔 0.2S99Sl 波形: Pulse 1 (12V供电系统)上升时间 tr(1090%)=1us+0%/-50%脉冲宽度td(1010%)=2ms10%内阻1010%l 波形: Pulse 1 (24V供电系统)上升时间 tr(1090%)=3us+%/-50%脉冲宽度 td(1010%)=1ms10%内阻5010%l 波形: Pulse 2 (12V/24V供电系统) 上升时间 tr=1us+0%/-50% 脉冲宽度 td=50us10% 内阻 210%l 触发方式: 自动触发 Pulse release with the preselected parameters手动触发 Single pulse release mode外触发 Single pulse release by external trigger电平开关触发 Switch off duration (to) selectable (0ms10s)l 输出: +/-输出 统一的DUT输出 耦合 到电平正极 去耦 通过二极管和电池开关 电池供电电压 最大60V/15A DC 标准微脉冲模块：该模块产生微秒级的瞬态脉冲波形，这种波形发生在电池和感性负载的断接、引擎关闭等情况下。 标准微脉冲产生的波形如：Pulse1、Pulse2，完全符合ISO 7637-2.3标准。 快速脉冲群信号模块: 脉冲群信号模块产生瞬态脉冲信号,这种干扰信号的产生是由于开关切换导致的结果,干扰波形特性受在线束上的分布电感和电容的影响。图7l 测试等级 电压(开路) U=20V1000V10% 波形 5/100ns 源阻抗 Zq=5020% 极性 正/负l 触发方式: 自动触发 Pulse release with the preselected parameters手动触发 Single pulse release mode外触发 Single pulse release by external trigger l 一般参数: 脉冲群持续时间 0.1ms999ms 脉冲群重复频率 Repetition rate 10ms999ms/man 脉冲频率 0.1kHz500kHz 脉冲个数 每秒10,000个 脉冲时间 T=0: 01min99:59min/无穷长 6.2.2 电压跌落信号发生器（Voltage Drop Simulator VDS200B）VDS200B模拟汽车启动时内部电源网络电压暂降时产生的干扰信号, 完全满足ISO 7637和DIN 40839标准。而且,他还可以模拟突然启动的波形(电压聚升),同时满足ISO 7637中的Pulse 2b/4。图8 图9l 测试等级 电压范围 U=0V60V 分辨率 U=0.1V 电流 I=0A15A10% 源阻抗 95ms10% 源阻抗 0.5 极性 正/负 重复率 120sl 测试等级 电压范围 U=60V10% 波形上升时间 tr=1ms10ms 波形宽度 td=300ms10% 脉冲在0.7负载 U=30V10% 波形上升时间 tr=1ms10ms 波形宽度 td=150ms10% 源阻抗 0.5 极性 正/负 重复率 3个脉冲30sl 触发方式: 自动触发 Pulse release with the preselected parameters手动触发 Single pulse