E_mark认证中对EMC要求理解偏差的纠正

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(3)整车辐射抗扰测量中标定场时应使用 4 个探 头同时测量的方法。测量的参考点应选择转台中心点来 测量。
(4)制动循环的测量和 ABS 的测量有所不同,试 验过程中应单独进行。
图 6 四探头法和单探头法达到规定场强 所需前向功率的比较
由 图 6 可 以 看 出, 采 用 不 同 数 量 的 探 头 达 到 标 定场强所需要的前向功率明显是不同的,最大差值近 300 W,而且在 100 MHz 以上单探头法的功率偏大,造 成试验等级的提高,也就是使用 1 个探头 4 个位置的方 法和标准方法还是有一定的误差,在实际试验过程中, 应该使用 4 个探头同时测量的方法才是对 ECE R10 的 正确解读。
使用四个前向功率的平均值作为实际测量的前向 功率,则在四个位置得到的场强的平均值 E' 为:
图 4 不同参考点选择在车辆仪表板产生的场强比较图
(2)
从公式(2)中我们可以看出,如果两种方法不存
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CERTIFICATION & MARKS
由图 2 可知,峰值测量值是大于准峰值测量值的; 如果峰值测量值不大于准峰值限值的话,可以确定这类 频点的准峰值测量值一定小于其准峰值限值的。这种方 法是 ECE R10 引用的 CISPR 12 中所认可的。
因此,车辆宽带辐射的扫描方法应该首先采用峰 值检波器进行全频段的扫描,在峰值测量值大于准峰值 限值的频点,进行准峰值测量,确认所有频点都小于 限值,再进行 14 个频段的特征值测量,这样才是符合 ECE R10 的要求及测试技术规范的方法。 2.2 窄带辐射发射
窄带辐射发射过程中,参考表 3 可知,采用平均值 检波器的测量时间不长,无需先使用峰值检波器进行测
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认证与标志
量,所以窄带辐射发射的正确扫描方法应为:全频段进 行平均值扫描,确认所有测量值在限值以下,找出 14 个频段的特征值即可。 2.3 参考点的选择
在车辆辐射抗扰试验中,认证机构认为参考点应 选择前轴往后 0.2 m 处,或者前挡风玻璃与引擎盖交界 点向内(1±0.2) m 处,二者中更靠近天线的点为车辆 参考点。而 ECE R10 中定义场强的要求时取试验室参 考点(试验室参考点为试验区域中心),二者定义不同。 车辆参考点及试验室参考点的测试布置参见图 3。
前轴往后 20 cm 处,或者前挡风玻璃与 辐射抗扰度试验
引擎盖交界处向内 1±0.2 m 处,取二者 参考点的选择
中更靠近天线者
辐射抗扰度试验 1 个探头分别在 4 个位置进行测量
场探头的位置
2 试验方法分析
2.1 宽带辐射发射 2.1.1 全频段峰值扫描,14 个频段最大峰值处进行准峰 值扫描
在误差时,需要 E'=E,但是达到这个条件需要 P1=P2= P3=P4,或者存在更复杂的关系,而在实际的测量中, 二者也是存在误差的,如图 6 所示。
后,在 14 个频段取特性频点测量值。 (2)整车窄带辐射发射试验中正确的扫描方式应
为,首先用平均值检波器在 30 MHz ̄1 GHz 全频段进行 扫描,确保所有测量值低于平均值限值后,在 14 个频 段取特性频点测量值。
由图 4 可以看出,选择试验室参考点进行标定后, 在车辆仪表板处产生的场强在 20 MHz ̄2 GHz 频段上基 本上都大于 30 V/m,所以如果选择了车辆参考点进行 测试,相当于降低 ECE R10 的场强限值,不符合 ECE R10 的要求。 2.4 探头的选择
虽然 ECE R10 中要求使用四探头法进行场的标定 (布置图见图 5),但是通常认证机构认可使用单一探 头在四个位置进行测量,实际上,使用单一探头的测量 过程和四探头法在测试技术上是不相同的。
认证与标志
E-mark 认证中对 EMC 要求理解偏差的纠正
Analysis on the Differences of Understanding for EMC Requirements in E-mark Certification
中国汽车技术研究中心 丁一夫 柳海明
摘要 国内各出口认证机构基于 ECE R10.05 指令对整车电磁兼容认证试验方法的理解各不相同,认证机构
峰值、准峰值、平均值检波的特点见图 2,当某种 频点代表的脉冲的重复率较高时,会出现该频点准峰值
如果采用准峰值全频段进行扫描,每一条扫描曲 线耗时近 6 h,测试中要求车辆进行两个侧面及两种天 线极化方式的测量,总测量时间将达到 24 h。通常检测 机构为了节省测量时间,会采用增加步长减少测试频点 的方法,这种做法违背了奈奎斯特定理,可能导致漏频, 与测试原则相悖。
本文调研了认证机构对试验方法理解的偏差(详见
表 2),后文将针对宽、窄带辐射发射以及辐射抗扰度试
验参考点及场探头位置的选择等方面进行分析。
表 2 认证机构对试验方法的错误理解
项目
错误理解
宽带辐射 发射
1. 全频段峰值扫描,14 个频段最大峰值 处进行准峰值扫描;2. 全频段准峰值扫描
窄带辐射 发射
峰值全频段扫描,找到 14 个频段的最 大平均值
认证机构通常认为 14 个特征频点的测量值最重 要,所以使用全频段的峰值扫描,然后在 14 个频段中 峰值最大值的频点进行准峰值测量。但是这种做法存在 误区:峰值最大值的频点并不能说明其准峰值测量值 最大。
实际测量中这种情况是常见的。图 1 中,峰值测 量数据频点 A 的峰值测量值明显低于频点 B、C 的测量 值,但频点 A 的准峰值测量值却高于频点 B、C 的测量 值。显然,如果车辆宽带辐射发射测量根据峰值的最 大值选择 B 频点作为特征频点是错误的,另外,准峰 值最大值的 A 频点如果超过准峰值限值,认证机构的 这种做法就出现漏点现象,将不合格的车辆判定为合格 车辆。
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130 ̄170 MHz,170 ̄225 MHz,225 ̄300 MHz,300 ̄ 400 MHz,400 ̄525 MHz,525 ̄700 MHz,700 ̄850 MHz, 850 ̄1 000 MHz,并且在这些频段内产生最大发射的 14 个频点上进行测量。以 14 个频段中的每个频段读数(天 线水平极化和垂直极化及天线位于车辆左侧和右侧)相 对于限值的最大值作为特征读数,并在该频率下进行 测量。”
ECE R10 中规定:“在 30 ̄1 000 MHz 全频段范围内, 应按 CISPR 12 规定的间隔进行测试……作为替代方法, 可 以 把 该 频 段 分 成 14 个:30 ̄34 MHz,34 ̄45 MHz, 45 ̄60 MHz,60 ̄80 MHz,80 ̄100 MHz,100 ̄130 MHz,
检波方式 峰值检波器 准峰值检波器 平均值检波器
步长
50 kHz
50 kHz
50 kHz
测量频点ຫໍສະໝຸດ Baidu 19 400
19 400
19 400
驻留时间
5 ms
1 s
5 ms
充放电时间

较长
较短
测量时间 约 5 min
约 6 h
约 8 min
图 1 实际测量中峰值测量和准峰值测量值比较
理论上,峰值所表现的就是测量波形的瞬时最大 值。对应的峰值检波器要求电路充电足够快,且放电足 够慢。峰值的大小只取决于信号的幅度。因此在测量的 时候选择峰值检波扫描,只要所有信号的峰值都处在限 值的下方,则 EUT 是判为合格,无需进一步测量。准 峰值所表现的是测量信号能量的大小。由于准峰值检波 器的充电时间要比放电时间快得多,因此信号的重复频 率越高,得出的准峰值也就越高,在 GB 9254-1998 中 提到过在测量接收机上所示的读数在限值附近波动时, 则读数的观察时间应不少于 15 s,记录最高读数,而孤 立的瞬间高值忽略不记。准峰值检波器还能以线性方式 响应不同幅度的信号。因此,准峰值既可以反映信号的 幅度,也能反映出信号的时间分布。
和检测机构对试验方法的理解也不尽相同。针对上述问题,通过试验和理论分析,对 E-mark 认证测试中宽、 窄带辐射发射以及辐射抗扰试验中参考点和场探头位置选择等问题进行了分析,确立比较完备的 EMC 出 口认证试验方法。 关键词
ECE R10.05;电磁兼容;试验方法;E-mark 认证 Abstract
测量值接近峰值测量值的现象。在车辆运行状态时,由 于雨刮电机等产生重复性信号,这种现象十分普遍。
图 2 峰值、准峰值、平均值检波的特点
2.1.2 全频段准峰值扫描 效率是测试技术中非常重要的指标之一。30 MHz ̄
1 GHz 频段中峰值检波器、准峰值检波器、平均值检波 器的测量时间见表 3。
表 3 30 MHz ̄1 GHz 峰值、准峰值、平均值测量时间比较
(a)车辆参考点
图 5 四探头标定布置图
(b)试验室参考点 图 3 车辆参考点和试验室参考点测试布置图比较
对于大部分电气设备位于车辆仪表板附近的来说, 选择试验室参考点比选择车辆参考点更加严酷,实际测 试结果见图 4。
四探头法要求四个探头同时放置于参考线上,标 定时,四个探头读数的平均值达到 30 V/m,然后记录 前向功率,实际车辆测试中使用该前向功率进行测量; 单一探头的测试过程中,该探头在四个位置上分别达到 30 V/m,分别记录前向功率;实际车辆测试时,使用四 个前向功率的平均值进行测量。这两种方式实际上存在 误差。
假设在理想情况下,达到规定场强和所需前向功 率有一定的比例关系 A(实际上地面反射、暗室性能都 对这种情况有较大影响),四个位置的比例关系分别为 A1、A2、A3 和 A4。设规定场强为 E,所需前向功率分 别为 P1、P2、P3 和 P4,则使用功率平均值时,各个位 置达到的场强为见公式(1):
(1)
E-mark 认证是根据欧洲经济委员会(ECE)在日 内瓦签署和颁布的 ECE 法规实施的对汽车及部件的批 准制度。E-mark 认证测试规范参照 ECE R10 第五版, E-mark 认证在世界范围内拥有很好的认知度,特别是 在东欧国家。另外,国家汽车标准委员会电子与电磁兼 容分标委目前计划以 ECE R10 第三版为蓝本制定国家 强制性标准。
ECE R10.05 对于汽车整车 EMC 试验项目见表 1。
表 1 ECE R10.05 汽车整车 EMC 试验项目
整车辐射发射 试验项目
整车宽带辐射发射 整车窄带辐射发射
整车辐射抗扰度
目前国内进行 E-mark 认证的机构有很多,在交流 过程中发现,不同认证机构或检测机构对标准测试方法 的理解不同,甚至有些不符合法规要求或测试技术规范, 造成认证试验方法的差异甚至错误。
Keywords
ECE R10.05; electromagnetic compatibility; test methods; E-mark certification
1 ECE R10 及 E-mark 认证测试中的常见问题
随着中国汽车的发展,进行出口认证的车辆逐年 增长,在出口国的审核中,电磁兼容方面大部分认可欧 洲 E-mark 认证试验。
According to ECE R10.05 Directive, the different understandings from certification bodies, as well as between certification bodies and test organizations, for the electromagnetic compatibility requirements and test method of European E-mark Certification are put forward. Aiming at the problems of the differences on comprehension, the test requirements for broadband/ narrowband emission tests, the selection of reference point, and the position of probe are analyzed. Finally, the complete EMC test methods for E-mark Certification are established.
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