电磁兼容测试2

*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,电磁兼容测试,1,什么是电磁兼容？,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。,2,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,3,EMC测试:符合性测试、诊断测试,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。,4,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国际统一。,5,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；,6,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，用单小环在规定距离测量骚扰的磁场强度。,7,30MHz1000MHz的辐射发射测试,8,近场与远场的比较,9,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 2D,2,/， D为EUT的最大尺寸，该条件仅适用于D的情况。,10,B级ITE,10m法限值与3m限值的转换,E f / d，,E,1,/ E,2,= d,1,/ d,2,频率范围（MHz）,准峰值限值dB(V/m),10m,3m,30230,30,40,2301000,37,47,11,测试距离误差的考虑，高频影响大。,Ef/d,2,. 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。,12,13,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。,14,骚扰测量仪的电路框图,15,骚扰测量仪的4大类指标,指标名称,频段,A,B,C和D,6分贝处的带宽,200Hz,9kHz,120kHz,准峰值电压表的充电时间常数,45ms,1ms,1ms,准峰值电压表的放电时间常数,500ms,160ms,550ms,临界阻尼指示仪器的机械时间常数,160ms,160ms,100ms,检波器前电路的过载系数（高于使指示器产生最大偏转的正弦波信号的电平）,24dB,30dB,43.5dB,接入检波器与指示仪器之间直流放大器的过载系数（高于相应于指示仪器满刻度偏转的直流电压电平）,6dB,12dB,6dB,16,骚扰测量仪的绝对脉冲特性,频段,a（,Vs）,b（MHz）,c（Hz）,频段,a（,Vs）,b（MHz）,c（Hz）,A,13.5,0.15,25,C,0.044,300,100,B,0.316,30,100,D,0.044,1000,100,17,骚扰测量仪的相对脉冲特性,重复频率,（Hz）,脉冲的现对等效电平（dB）,重复频率,（Hz）,脉冲的现对等效电平（dB）,A频段,B频段,C和D频段,A频段,B频段,C和D频段,1000,-,-4.5,10,-8.00,1.0,10,4.0,1.0,10.0,1.5,14.0,1.5,100,4.0,1.0,0（基准）,0（基准）,5,7.5,1.0,-,-,60,3.0,1.0,-,-,2,13.0,2.0,20.5,2.0,26.0,2.0,25,0（基准）,-,-,1,17.0,2.0,22.5,2.0,28.5,2.0,20,-,+6.5,1.0,+9.0,1.0,孤立脉冲,19.0,2.0,23.5,2.0,31.5,2.0,18,骚扰测量仪峰值测量时的指标,频段,A,B,C和D,TD/TC,1.8910,4,1.2510,6,1.6710,7,B,6,带宽,100300Hz,810kHz,100500kHz,优选带宽,200Hz,9kHz,120kHz,19,峰值测量时的绝对脉冲特性,频段,脉冲重复频率(Hz),脉冲强度,（ms）,脉冲带宽Bimp,（z）,峰值与准峰值表头指示比,A,25,6.67x10,-3,0.21x10,3,6.1,B,100,0.148x10,-3,9.45x10,3,6.6,C和D,100,0.011x10,-3,126.0x10,3,12,20,峰值、准峰值和平均值测量的比较,B,imp,=1.05,B,6 ，,=,脉冲强度 ,P(,)=准峰值检波效率,f,PR,=脉冲重复频率,信号类型,峰值测量,准峰值测量,平均值测量,正弦波,E,E,E,周期脉冲,1.4,B,imp,1.4,B,imp,P(,),1.4,f,PR,21,准峰值检波效率P(),22,相同带宽条件下准峰值和平均值表头读数之比值,频段,脉冲重复频率（Hz）,25,100,1000,10000,A,12.4,4.5,-,-,B,-,32.9,17.4,-,C和D,-,50.1,38.1,20.8,23,峰值和准峰值检波器的充放电时间常数,频段,A,B,C和D,峰值检波的,TD/TC,1.89x10,4,1.25x10,6,1.68x10,8,准峰值检波的TD/TC,11.1,160,550,24,最小扫频时间,频段,A,9KHz-150KHz,B,150KHz-30MHz,C和D,30-1000MHz,峰值检波,100ms/KHz,20ms/200Hz,1.41s,100ms/MHz,0.9ms/9KHz,2.99s,1ms/MHz,0.12ms/120KHz,0.97s,准峰值检波,20s/KHz,4s/200Hz,2820s(0.78h),200s/MHz,1.8s/9KHz,5790s(1.7h),20s/MHz,2.4s/120KHz,19400s(5.4h),25,骚扰场强dB（Vm）测量仪读数dB（V）十天线系数（dB）电缆损耗（dB）,26,27,28,1GHz18GHz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 。,29,30MHz18GHz的辐射发射替代法测试,30,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。,31,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。,32,9KHz30MHz的磁场辐射发射测试,2m,的,LLA,可测量的最大尺寸为,1.6m,；,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,33,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。,34,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。,35,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 。,36,用APD作符合性测试的方法,37,台式设备的传导骚扰测量布置图,38,测量频率,0.15,30MHz,，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。,39,连续骚扰的功率测试,40,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。,41,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。,42,功率吸收钳的校准布置,43,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。,44,45,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；,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。,46,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。,47,短期闪烁（,Pst,）：在,10,分钟内估算出的闪烁危害度，标准要求,Pst,1;,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，,48,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。,49,性能判据可分为四级,A：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。,50,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,51,52,SMART 80,REVERBERATION CHAMBERStandard 13.4m x 6.1m x 4.9m,Dual Z-Fold Tuners : 80MHz,53,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,。,54,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,。,55,静电放电抗扰度试验,56,57,电快速瞬变脉冲群抗扰度试验,58,59,试验等级,点源端口,I/O、信号、数据、控制端口,开路输出试验电压峰值（kV）,脉冲重复频率,（kHz）,开路输出试验电压峰值（kV）,脉冲重复频率,（kHz）,1,0.5,5,0.25,5,2,1,5,0.5,5,3,2,5,1,5,4,4,2.5,2,5,特定,特定,特定,特定,60,浪涌（冲击）抗扰度试验,61,62,振铃波浪涌抗扰度试验,63,电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验,64,工频磁场抗扰度试验,65,脉冲磁场抗扰度试验,66,谢谢！,欢迎批评指正,沙斐 北京交通大学电子学院邮编100044TEL:FAX:EMAIL:,67,