电磁兼容测试2.ppt

1、电磁兼容测试,北京交通大学 抗电磁干扰研究中心 沙斐,2,北京交通大学抗电磁干扰研究中心 邮编：100044,什么是电磁兼容？,电磁兼容（EMC-Electromagnetic Compatibility）是一门新兴的综合性学科，主要研究电磁干扰和抗干扰的问题。即怎样使在同一电磁环境下工作的各种电子电气设备、器件或系统，都能正常工作，互不干扰，达到兼容状态。,3,北京交通大学抗电磁干扰研究中心 邮编：100044,构成电磁兼容问题的三要素,电磁骚扰源、传输途径和敏感设备。 任何电子设备既可能是骚扰源， 又可能是敏感设备。 骚扰的传输途径: 通过空间辐射和通过导线传导,EMC测试:符合性测试、诊

2、断测试,符合性测试包括以下内容： （一）EMI测试 RE，CE，功率，喀呖声 ，谐波 ，电压波动和闪烁 等。 （二）EMS测试 RS，CS，ESD，EFT，浪涌 ，振铃波浪涌 ，电压暂降、短时中断和电压变化 ，工频磁场，脉冲磁场等。,5,北京交通大学抗电磁干扰研究中心 邮编：100044,电磁兼容标准和规范,目前国际上有权威性的电磁兼容标准和从事EMC准制订工作的专业委员会有： 国际电工委员会：CISPR 标准和IEC标准（TC77） 欧共体：EN标准(CENELEC)和ETS标准(ETSI) 德国：VDE标准 美国：FCC标准和军用标准MIL-STD 日本：VCCI标准 这些标准正在逐步走向

3、国际统一。,GB/T6113.1规定的频率段范围,A频段9150kHz； B频段0.1530MHz； C频段30300MHz； D频段3001000MHz；,7,北京交通大学抗电磁干扰研究中心 邮编：100044,骚扰的辐射发射测试（9KHz18GHz）,30MHz18GHz，测量E。 #1GHz以下，开阔场地或半电波暗室，半自由空间。 # 1GHz以上，全电波暗室，模拟自由空间。 # 替代法测量，可用开阔场地、半电波暗室或 全电波暗室，测量结果用发射功率表示。 9KHz30MHz，测量H。 #EUT较小，放在大磁环天线（LLA）中，测量骚扰磁场的感应电流。 #EUT较大，采用远天线法，用单小

4、环在规定距离测量骚扰的磁场强度。,30MHz1000MHz的辐射发射测试,9,北京交通大学抗电磁干扰研究中心 邮编：100044,近场与远场的比较,10,北京交通大学抗电磁干扰研究中心 邮编：100044,远场条件下的测试距离d,a) d /2, 如EUT被看作是偶极子天线，则误差为3dB。 b) d ， 可看作是平面波，如EUT被看作是偶极子天线，则误差为0.5dB。 c) d 2D2/， D为EUT的最大尺寸，该条件仅适用于D的情况。,11,北京交通大学抗电磁干扰研究中心 邮编：100044,B级ITE10m法限值与3m限值的转换 E f / d， E1 / E2 = d1 / d2,12

5、,北京交通大学抗电磁干扰研究中心 邮编：100044,测试距离误差的考虑，高频影响大。 Ef/d2. d + 1/d . f 终止点放在对数周期天线的顶端比较合适。如果天线上已有天线中心的标记，则终止点放在天线中心的标记处。,14,北京交通大学抗电磁干扰研究中心 邮编：100044,测量时应把天线水平放置测水平极化分量，垂直放置测垂直极化分量。垂直放置时天线的最低端离地应大于25cm,以免影响天线的性能。 整个测试系统是同轴传输系统，应该保持阻抗匹配，即天线的阻扰、同轴电缆的特性阻抗和干扰测量仪的输入阻抗都应相等，一般为50。阻抗不匹配将引起反射，从而影响读数的准确性。,骚扰测量仪的电路框图,

6、16,北京交通大学抗电磁干扰研究中心 邮编：100044,骚扰测量仪的4大类指标,骚扰测量仪的绝对脉冲特性,骚扰测量仪的相对脉冲特性,19,北京交通大学抗电磁干扰研究中心 邮编：100044,骚扰测量仪峰值测量时的指标,20,北京交通大学抗电磁干扰研究中心 邮编：100044,峰值测量时的绝对脉冲特性,21,北京交通大学抗电磁干扰研究中心 邮编：100044,峰值、准峰值和平均值测量的比较,Bimp=1.05 B6 ， =脉冲强度 , P()=准峰值检波效率, fPR=脉冲重复频率,22,北京交通大学抗电磁干扰研究中心 邮编：100044,准峰值检波效率P(),23,北京交通大学抗电磁干扰研究

7、中心 邮编：100044,相同带宽条件下准峰值和平均值表头读数之比值,24,北京交通大学抗电磁干扰研究中心 邮编：100044,峰值和准峰值检波器的充放电时间常数,25,北京交通大学抗电磁干扰研究中心 邮编：100044,最小扫频时间,骚扰场强dB（Vm）测量仪读数dB（V）十天线系数（dB）电缆损耗（dB）,28,北京交通大学抗电磁干扰研究中心 邮编：100044,29,北京交通大学抗电磁干扰研究中心 邮编：100044,1GHz18GHz频率段的辐射发射测试,使用全电波暗室; 接收天线设置在与EUT同一高度上; 转台仍需360度转动，测试距离为3米; 采用小口径定向天线，水平和垂直二种状态

8、都要测量; 测量采用频谱分析仪，应设在最大保持方式和对数dB显示方式。测量结果用电场强度的峰值或平均值表示（不用准峰值）。峰值测量时采用1MHz的分辨率带宽和视频带宽，平均值测量时仍采用1MHz的分辨率带宽，但是视频带宽应大大缩小至10Hz，相当于加入一个低通滤波器 。,30,北京交通大学抗电磁干扰研究中心 邮编：100044,30MHz18GHz的辐射发射替代法测试,31,北京交通大学抗电磁干扰研究中心 邮编：100044,替代法仅仅测试EUT的壳体辐射 ,用标准天线的输出功率 来等效。 h1m ，d应符合远场条件，EUT在X、Y、Z方向上分别旋转360度，找最大值。 在30MHz1GHz频

9、段，测量天线A可采用半波振子天线，也可采用宽带天线，但替代天线B则必须用半波振子天线。1GHz18GHz 都用线性极化的喇叭天线。,32,北京交通大学抗电磁干扰研究中心 邮编：100044,替代法的校准应在水平极化和垂直极化状态进行。 校准时发射天线B与测量天线A平行放置，对于每个频率点，都要记录发射天线的输入功率和测量接收机的接收电压的关系曲线，找出校准系数K（f）。 以后测试时可直接将测到的最大骚扰电压加校准系数K（f），得到壳体辐射功率，不必再做替代试验。,33,北京交通大学抗电磁干扰研究中心 邮编：100044,9KHz30MHz的磁场辐射发射测试,2m的LLA可测量的最大尺寸为1.6

10、m； EUT的磁场辐射强度等效于标准天线的辐射强度； 测量结果用大环上的磁感应电流dB(A)表示,34,北京交通大学抗电磁干扰研究中心 邮编：100044,远天线法的辐射磁场测量,使用直径0.6m的单小环天线，垂直地面放置，最低部高于地面1m（典型值），测量距离3m。 测量得到的是环天线处的磁场的水平分量，但是由于测量处于近场条件，地面又有反射，所以测量所得的值仍然反映了EUT的水平和垂直偶极距的情况。,35,北京交通大学抗电磁干扰研究中心 邮编：100044,辐射发射测试方法的一些新发展,在TEM-CELL、G-TEMCELL、混响室 中进行辐射发射测试。 同一EUT在各种不同类型的场地所测

11、得的辐射量之间的转换是相当困难的，各种场地的测试结果都采用各自的骚扰限值。 各种场地中的电波传播模式不同,开阔场地和半电波暗室是半自由空间,全电波暗室是自由空间，TEMCELL和G-TEMCELL是导波系统,混响室则是扰模系统。,36,北京交通大学抗电磁干扰研究中心 邮编：100044,APD(幅度概率分布),APD定义：幅度超过某个电平的时间概率的累积分布 。 APD分析仪连接在骚扰测量仪（测试接收机或频谱仪）的中频包络检波输出端。 APD用于评价数字系统的误码率 。,37,北京交通大学抗电磁干扰研究中心 邮编：100044,用APD作符合性测试的方法,38,北京交通大学抗电磁干扰研究中心

12、邮编：100044,台式设备的传导骚扰测量布置图,测量频率0.1530MHz，测量在屏蔽室内进行； 测量时需要在电网和EUT之间插入人工电源网络（LISN或AMN），作用是隔离电网和EUT和提供一个稳定的阻抗。,连续骚扰的功率测试,41,北京交通大学抗电磁干扰研究中心 邮编：100044,吸收钳法测到的是连接被测电缆的等效共模源的骚扰功率，用50标准信号源的功率dB(pW)表示。 用吸收钳法来评价EUT全部辐射能力的限制条件是：EUT尺寸/4、30300MHz频率段、单电缆连接。 由于被测电缆相当于辐射天线，所以测试时人应远离测试装置，吸收钳和测量接收机之间的连接电缆最好也套上磁环。,42,北

13、京交通大学抗电磁干扰研究中心 邮编：100044,测试应在屏蔽室内进行，电源线长度应大于6m，即大于30MHz的半波长加上吸收钳的长度。 对于每一个测试频率点，吸收钳都应沿着电源线移动，找出最大值，因为共模电流在导线上是以驻波形式出现的。 功率吸收钳测量系统应事前进行校准，得到修正因子频率曲线。,43,北京交通大学抗电磁干扰研究中心 邮编：100044,功率吸收钳的校准布置,断续骚扰喀呖声测试,判断是否喀呖声，根据喀呖声 率确定喀呖声限值Lg ； 按“上四分位法”判断产品是否合格。,谐波测试,EUT的供电电源S要求为纯净电源 ； EUT产生的谐波电流由分流器Zm取样，送入谐波分析仪M进行测量；

14、 一般测到第19次谐波 ； EUT开关电源 瞬时（10s）之内 产生的谐波可不 作考虑。,电压波动和闪烁的测试,电压波动反映突然的较大的电压变化程度， 闪烁反映一段时间内连续的电压变化情况。,短期闪烁（Pst）：在10分钟内估算出的闪烁危害度，标准要求Pst1; 长期闪烁（Plt）：2小时内相继发生的Pst值，估算出的闪烁危害程度，,设备的抗扰度测试,又称为设备的敏感度测度（EMS），目的是测试设备承受各种电磁骚扰的能力。 施加骚扰的强度由试验等级决定，等级越高强度越大。 EMS试验结果应标明试验等级和性能判据。,50,北京交通大学抗电磁干扰研究中心 邮编：100044,性能判据可分为四级,A

15、：EUT工作完全正常； B：EUT工作指标或功能出现非期望偏离，但当骚扰去除后可自行恢复； C：EUT工作指标或功能出现非期望偏离，骚扰源去除后不能自行恢复，必须依靠操作人员的介入，例如“复位”（不包括技术人员进行的硬件维修和软件得装）方可恢复； D：EUT的元器件损坏，数据丢失、软件故障等。,51,北京交通大学抗电磁干扰研究中心 邮编：100044,辐射电磁场抗扰度试验,载波频率为801000MHz，调制信号为1kHz，调幅度为80%； 测试在电波暗室中进行，地面上铺设吸波材料,52,北京交通大学抗电磁干扰研究中心 邮编：100044,SMART 80 REVERBERATION CHAMB

16、ERStandard 13.4m x 6.1m x 4.9m,Dual Z-Fold Tuners : 80MHz,54,北京交通大学抗电磁干扰研究中心 邮编：100044,射频场感应传导骚扰抗扰度试验,载波频率为150KHz80MHz ， 幅度调制信号为1KHz正弦波，调幅度80%。 骚扰信号通过CDN、电流夹钳、电磁夹钳以共模方式耦合到EUT。,55,北京交通大学抗电磁干扰研究中心 邮编：100044,如果是屏蔽电缆，骚扰电流注入到电缆的屏蔽层上， 如果是非屏蔽电缆，骚扰信号直接注入到各条线上。 标准规定CDN由EUT端口视入的共模阻抗应为150。,56,北京交通大学抗电磁干扰研究中心 邮编：100044,静电放电抗扰度试验,57,北京交通大学抗电磁干扰研究中心 邮编：100044,58,北京交通大学抗电磁干扰研究中心 邮编：100044,电快速瞬变脉冲群抗扰度试验,59,北京交通大学抗电磁干扰研究中心 邮编：100044,60,北京交通大学抗电磁干扰研究中心 邮编：100044,61,北京交通大学抗电磁干扰研究中心 邮编：100044,浪涌（冲击）抗扰度试验,62,北京交通大学抗电磁干扰研究中心 邮编：100044,63,