XXXX汽车电子产品检测(第九讲)

汽车电子产品检测与鉴定任课教师：李正国讲授时间：2011～2012学年第一学期第九讲汽车电子产品电磁兼容性检测试验与设备Page3汽车电子产品检测与鉴定第二节电磁兼容试验与设备一、电磁兼容试验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。Page4汽车电子产品检测与鉴定第二节电磁兼容试验与设备一、电磁兼容试验IEC有两个平行的组织负责制定EMC标准，分别是CISPR（国际无线电干扰特别委员会）和TC77（第77技术委员会）。CISPR制定的标准编号为：CISPRPub.XX，TC77制定的标准编号为IECXXXXX。Page5汽车电子产品检测与鉴定第二节电磁兼容试验与设备一、电磁兼容试验关于CISPR：1934年成立。目前有七个分会：A分会（无线电干扰测量方法与统计方法）、B分会（工、科、医射频设备的无线电干扰）、C分会（电力线、高压设备和电牵引系统的无线电干扰）、D分会（机动车和内燃机的无线电干扰）、E分会（无线接收设备干扰特性）、F分会（家电、电动工具、照明设备及类似电器的无线电干扰）、G分会（信息设备的无线电干扰）。Page6汽车电子产品检测与鉴定第二节电磁兼容试验与设备一、电磁兼容试验关于TC77：1981年成立。目前有3个分会：SC77A（低频现象）、SC77B（高频现象）、SC77C（对高空核电磁脉冲的抗扰性）。Page7汽车电子产品检测与鉴定第二节电磁兼容试验与设备一、电磁兼容试验我国的民用产品电磁兼容标准是基于CISPR和IEC标准，目前已发布57个，编号为GBXXXX-XX，例如GB9254-98。欧盟使用的EN标准也是基于CISPR和IEC标准，其对应关系如下：EN55×××=CISPR标准，（例：EN55011=CISPRPub.11）EN6××××=IEC标准，（例：EN61000-4-3=IEC61000-4-3Pub.11）EN50×××=自定标准，（例：EN50801）我国军用产品采用的标准GJB是基于美国军标，例如GJB151A=MIL-STD-461D。Page8汽车电子产品检测与鉴定第二节电磁兼容试验与设备一、电磁兼容试验尽管电磁兼容标准文件繁多，内容复杂，但从对设备的要求方面看，无非是两方面的要求：一个是设备工作时不会对外界产生不良的电磁干扰影响，另一个是不能对外界的电磁干扰过度敏感。前一个方面的要求称为干扰发射（EMI）要求，后一个方面的要求称为敏感度(EMS)或抗扰度要求。Page9汽车电子产品检测与鉴定第二节电磁兼容试验与设备一、电磁兼容试验围绕这两个方面的要求，从电磁能量传出设备和传入设备的途径来进一步划分，又有传导干扰和辐射干扰两个方面，传导干扰是指干扰能量沿着电缆以电流的形式传播，辐射干扰是指干扰能量以电磁波的形式传播。因此，对设备的电磁兼容要求可以分为：传导发射、辐射发射、传导敏感度（抗扰度）、辐射敏感度（抗扰度）。Page10汽车电子产品检测与鉴定第二节电磁兼容试验与设备一、电磁兼容试验参考GB/T6113.1-1995《无线电骚扰和抗扰度测量设备规范》GB/T6113.2-1998《无线电骚扰与抗扰度测量方法》(分别等效采用CISPR16-1和CISPR16-2)，重点介绍EMC测试项目、测试仪器、测试场地和测试方法。Page11汽车电子产品检测与鉴定第二节电磁兼容试验与设备一、电磁兼容试验1、电磁干扰EMI(ElectromagneticInterference)测量：五大类产品（视听设备AV、信息技术设备IT、工科医射频设备ISM、家用电器、电气照明设备和灯具）电磁发射测试项目表（10项）。中国CCC、美国FCC等大多数国家和地区只要求测EMI。Page12Page13汽车电子产品检测与鉴定第二节电磁兼容试验与设备一、电磁兼容试验2、电磁敏感度EMS(ElectromagneticSusceptibility)测量：四类产品（IT、家电、灯具、AV）抗干扰度测试项目表（7项）。欧盟不仅要测EMI，而且还要测EMS。Page14Page15汽车电子产品检测与鉴定二、电磁兼容试验设备1、EMI测量接收机：接收机是电磁发射测量的最基本的设备，频率范围可从20H：到40GHz。除谐波电流和电压波动外，其他的电磁兼容发射项目的测试几乎都要用到它。a)测量无线电骚扰电压、电流、功率及场强时，测量接收机必须与相应辅助测量设备组成系统。主要的辅助测量设备有人工电源网络、电流探头和电压探头、吸收式功率钳及测量场强的天线。为提高灵敏度可加前置放大器，为测量过强信号可加衰减器。Page16汽车电子产品检测与鉴定二、电磁兼容试验设备1、EMI测量接收机：b)测量接收机是精密的测量仪器，使用时应注意使用的条件。包括电源电压、频率、温度与湿度、振动及骚扰信号的量级等，都必须符合仪器的要求。输入端不能加直流电压，因前级电路易因此而损坏。在测量天线端和射频输出端有用信号时应特别小心。某些卫星接收机的天线端有直流馈电，测量时应采取隔离措施。在测量过程中可能出现强脉冲信号的测量，输人端可加限幅器和衰减器加以保护。接收机的输入端一般为英制的N型端口或BNC端口，应避免用公制的连接头连到输人端，而应选用匹配的N型连接头和BNC连接头进行对接。连上及断开连接头用力要均匀，否则易损坏输人端口。Page17汽车电子产品检测与鉴定二、电磁兼容试验设备2、人工电源网络（LISN/AMN）：人工电源网络是电源端子传导骚扰电压测量的主要设备，又称线路阻抗稳定网络。它能在射频范围内，在受试设备端子与参考地之间，或端子之间提供一稳定阻抗。同时它能将来自电源的无用信号与测量电路隔离开来，而仅将受试设备的骚扰电压祸合到测量接收机输入端。人工电源网络有两种基本类型：祸合不对称骚扰电压的V型网络和祸合对称电压和非对称骚扰电压的△型网络。人工电源网络一般都配有三个端子：连接电源的电源端、连接受试设备的设备端和连接测试仪器的测量端。Page18Page19汽车电子产品检测与鉴定二、电磁兼容试验设备3、电流探头和电压探头：(1)电流探头电流探头是测量传导骚扰的一种特殊的测量传感器，部分产品标准明确规定用电流探头测量传导骚扰。其优点是不需与源导线导电接触，也不用改变其电路。这种方法的实用性是不言而喻的。用专门改进的卡式电流传感器就可以测量线上的非对称骚扰电流，复杂的导线系统、电子线路等的骚扰测量可以在不打乱正常工作或正常布置的状态下进行。电流探头的构造能方便地卡住被测导线。被测导线充当一匝的初级线圈，次级线圈则包含在电流探头中。Page20Page21汽车电子产品检测与鉴定二、电磁兼容试验设备3、电流探头和电压探头：(2)电压探头电压探头由一个隔直电容器C和一个电阻R组成，使得电源线与地之间的总电阻为1500a。此探头可用来测量电源线与参考地之间的骚扰电压，也可用来测量其他端子或连接线上的骚扰电压，包括负载端子和控制端子等。利用电压探头测量时，有时可能需要增加探头的输人阻抗，以避免高阻抗电路过载。Page22Page23汽车电子产品检测与鉴定二、电磁兼容试验设备4、天线天线的定义：把高频电磁能量通过各种形状的金属导体向空间辐射出去的装置。反之，天线的逆向功能亦可把空间的电磁能量转化为高频能量收集起来。天线是辐射骚扰场强和辐射抗扰度测试的主要辅助设备。在辐射测量过程中，我们利用天线将电磁场量转换为电压进行测量。在抗扰度测量过程中，我们利用天线发射电磁能量，产生电磁场。Page24汽车电子产品检测与鉴定二、电磁兼容试验设备4、天线(1)几种常用的天线Page25Page26Page27Page28Page29Page30汽车电子产品检测与鉴定二、电磁兼容试验设备5.电磁屏蔽室电磁屏蔽室是对电磁场起隔离作用的设备，有关标准要求许多试验项目必须在屏蔽室内完成。它是一个由低电阻金属材料制作的封闭室体。利用电磁波在金属体表面产生反射和涡流而起到屏蔽作用。当它与大地连接后，同时能起到静电屏蔽作用。屏蔽室广泛用于小信号高灵敏度要求的场合及计算机房等。Page31汽车电子产品检测与鉴定二、电磁兼容试验设备5.电磁屏蔽室(1)屏蔽室的屏蔽效能屏蔽体的屏蔽性能是指模拟干扰源置于屏蔽室外时，屏蔽室安放前后室内某点的电场强度、磁场强度或功率之比。Page32汽车电子产品检测与鉴定二、电磁兼容试验设备5.电磁屏蔽室(2)与电磁屏蔽室有关的辅助设施①屏蔽门与波导屏蔽门是屏蔽室的关键部件，必须精心设计、精心加工，有些材料还需经过特殊工艺处理，如镀银等。小的屏蔽门大都采用手动，而结构尺寸大的屏蔽门一般采用电动或气动。不管大小，当门关闭时都必须使门、门框与屏蔽室体紧密接触，防止电磁波从门缝处泄漏。屏蔽门是主要影响屏蔽效能的因素。Page33汽车电子产品检测与鉴定二、电磁兼容试验设备5.电磁屏蔽室(2)与电磁屏蔽室有关的辅助设施①屏蔽门与波导通风波导，又称截止波导。电磁屏蔽室作为一个金属封闭体，室内的通风是通过截止波导来实现的。波导的孔径、深度等几何尺寸根据电磁屏蔽室的屏蔽效能来确定，即在要求的截止频率以下能提供与屏蔽效能相适应的隔离度。空气的流量是按屏蔽室体的空间大小，温度调节范围来进行计算的。一个尺寸较大屏蔽室一般会有多个通风波导、进风波导和出风波导。Page34汽车电子产品检测与鉴定二、电磁兼容试验设备5.电磁屏蔽室(2)与电磁屏蔽室有关的辅助设施③接地设施将屏蔽室与大地用低电阻导体连接起来，称为接地。接地可分为三类：a)避雷接地，防雷电影响。b)电气接地，与电网的连接，保护设备和人身安全。C）高频接地，使高频信号与地构成通路。