EMC輻射發(fā)射測(cè)試的配置和步驟

電子產(chǎn)品為什么要做EMC 電磁兼容測(cè)試，EMC測(cè)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(guó)家的IT、無(wú)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(cè)試。EMC測(cè)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(huì)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(cè)試時(shí)，需要怎么做呢？

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

EMC輻射發(fā)射測(cè)試：測(cè)量電磁干擾（EMI）的測(cè)試通過電氣設(shè)備

EMC抗擾度測(cè)試：測(cè)量產(chǎn)品對(duì)其他來源的電磁干擾的敏感性的測(cè)試

靜電放電（ESD）測(cè)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(huì)感覺到的靜電。

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

傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)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(cè)試：射頻是能量的電磁輻射對(duì)通信有用的頻率。我們提供的測(cè)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(huì)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(cè)試、傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)試

EMC輻射發(fā)射測(cè)試

定義：輻射發(fā)射主要測(cè)試設(shè)備在正常工作時(shí)自身對(duì)外界的輻射干擾強(qiáng)度，按照在客戶端的典型安裝要求對(duì)受試設(shè)備進(jìn)行布置，線材要遵從規(guī)格書規(guī)定的長(zhǎng)度和型號(hào)；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(cè)量方法）進(jìn)行分組、分類和測(cè)試。

范圍：輻射發(fā)射包含頻率為9kHz—18GHz

（1）9KHz—30MHz頻段

在這個(gè)頻段測(cè)量磁場(chǎng)H，當(dāng)EUT較小時(shí)，放在大磁環(huán)天線（LLA）中，測(cè)量騷擾磁場(chǎng)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(cè)量騷擾的磁場(chǎng)強(qiáng)度。

（2）30MHz—18GHz頻段

在這個(gè)頻段測(cè)量電場(chǎng)E：1GHz以下，即30MHz—1GHz所需設(shè)備場(chǎng)地大致如下：場(chǎng)地選擇在開闊場(chǎng)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(tái)，測(cè)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(cè)試，寬帶天線、同軸電纜、騷擾測(cè)量?jī)x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(cè)量?jī)x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(cè)量?jī)x特性判斷，采用準(zhǔn)峰值或者峰值測(cè)量。

1GHz以上，即1GHz—18GHz所需設(shè)備場(chǎng)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(tái)仍需360度轉(zhuǎn)動(dòng)，測(cè)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(cè)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(duì)數(shù)dB顯示方式，測(cè)量結(jié)果用電場(chǎng)強(qiáng)度的峰值或平均值標(biāo)示（不用準(zhǔn)峰值），峰值測(cè)量時(shí)采用1MHz的分辨率帶寬和視頻帶寬，平均值測(cè)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(cè)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(cè)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(tái)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(cè)試水平和垂直方向輻射騷擾；以受試設(shè)備為中心移動(dòng)天線，盡可能多的選取測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量；選取最高輻射電平作為測(cè)量結(jié)果；試驗(yàn)可在開闊場(chǎng)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(cè)試

傳導(dǎo)發(fā)射（ConductedEmission）測(cè)試，簡(jiǎn)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(hào)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(cè)試通常也會(huì)被稱為騷擾電壓測(cè)試，只要有電源線的產(chǎn)品都會(huì)涉及到，包括許多直流供電產(chǎn)品，另外，信號(hào)/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(cè)試配置、步驟：

EUT應(yīng)該放在距離地面80~90cm高的實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，實(shí)驗(yàn)臺(tái)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(tái)，比如便攜式設(shè)備可置于非導(dǎo)電實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，安裝在船艙內(nèi)的設(shè)備需在金屬導(dǎo)電實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行測(cè)試。被測(cè)電源線通過電源阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)接到電網(wǎng)上，被測(cè)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(zhǎng)度敷設(shè)。

臺(tái)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(zhǎng)的電纜要進(jìn)行捆扎，折成30~40cm的線束；

②不用的I/O信號(hào)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(huì)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。

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(huì)發(fā)生大變化）。

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(duì)電子產(chǎn)品通過電源線、信號(hào)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(píng)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(duì)于這類低頻的電磁波來說，還不是一個(gè)波的波長(zhǎng)（30MHz的波長(zhǎng)為10m），它向空中輻射的效率很低。這樣，若能測(cè)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(cè)得的干擾噪聲只是針對(duì)頻率在30MHz以下的連續(xù)騷擾電壓進(jìn)行測(cè)試。如下圖1.1所示為在輸入端口進(jìn)行傳導(dǎo)騷擾測(cè)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(cè)試的試驗(yàn)配置。