EMC主要测试项目及测试方法详解
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EMC主要测试项目及测试方法详解
第一篇:传导发射(Conducted Emission)
传导发射(Conducted Emission)测试,通常也会被成为骚扰电压测试,只要有电源线的产品都会涉及到,包括许多直流供电产品,另外,信号/控制线在不少标准中也有传导发射的要求,通常用骚扰电压或骚扰电流的限值(两者有相互转换关系)来表示,灯具中的插入损耗测试(直接用dB表示)也属于传导测试范畴。
1. 测试标准:有CISPR22(ITE),CISPR14-1(家电和工具),CISPR13(A V),CISPR15(灯具),CISPR11(ISM),其他产品及产品类标准都是引用以上标准的测试方法,以引用CISPR22居多。
2. 测试方法:
1) 仪器和设备:接收机、LISN(线路阻抗稳定网络,或叫AMN人工电源网络)、模拟手、被动电压探头、电流探头(与电流探头配合使用的CDN,容性电压探头)、DIA(断续干扰分析仪,用于测试CISPR14-1中的断续干扰)、测插入损耗的一整套设备等,当然,PC也不可少,DIA需要遵循CISPR16-1-1的要求,其他辅助设备需要遵循CISPR16-1-2的要求。
2) 测试布置:分台式与落地式,台式设备离LISN 80cm,离接地平板40cm(这里的接地平板可以是水平接地板,也可以是屏蔽室的垂直接地内墙),落地式设备离接地平板距离随不同标准有不同的偏差允许,CISPR14-1,15里面是10cm +/- 25%,13里面是up to 12mm,22里面是up to 15cm, 11里没有明确距离,只说了需要与接地板用绝缘材料隔开。辅助设备的布置也随测试标准的不同有出入,CISPR22中辅助设备离主设备10cm,相互之间的互联线至少离接地平板40cm。手持II类设备需要包模拟手。CISPR15中自镇流荧光灯需要罩在一个辅助锥形金属罩里。
3) 测试频段:大多是150kHz-30MHz,CISPR15是例外(骚扰电压9kHz-30MHz,插入损耗150kHz-1,605kHz)。
4) 测试限值:随不同标准,不同的产品分类(Group 1/2, Class A/B)而限值不同。xc [8UV {l
5) 测试过程:
a) 交/直流电源端骚扰电压:这个最常见,将电源插头连到LISN上,接收机RF输入连到LISN的RF输出(可能中间会插入RF衰减器或脉冲限幅器),切换LISN的L/N开关来选择测试电源线的对地共模骚扰电压。
b) 断续干扰:CISPR14-1及一些引用CISPR14-1的标准有要求。通常使用断续干扰分析仪,配合LISN测量。标准也允许用示波器与接收机的组合来替代。示波器观察骚扰持续时间,接收机观察骚扰电平幅度。
c) 负载端骚扰电压:CISPR14-1、CISPR15和CISPR11中有要求。使用被动电压探头,将需要测试的负载线绝缘剥开,直接用探头连接收机测量负载线导线端子对地的骚扰电压。补充一句,如果设备额定电流过大,没有合适的LISN可用,也可以直接用电压探头来测量电源端的骚扰电压。
d) 通讯线骚扰电压/骚扰电流:CISPR22中提及。针对不同类型的通讯线有不同的测试方法。Annex C有详细描述,Annex F有各种方法的优缺点分析。主要是依靠电流探头与CDN、150欧姆接地电阻、容性电压探头的不同组合来测试不同类型的通讯线缆,需要保证的前提是测试线缆的对地阻抗是150欧姆。结果可以直接用骚扰电流dBuA表示,也可以换算成骚扰电压dBuV表示,换算阻抗是150欧姆,也就是两者量值相差44dB。
e) 插入损耗:CISPR15提到。使用RF正弦波发生器经过平衡/不平衡转换器、模拟灯、LISN,最后用接收机测量比较电压来得出插入损耗的数值。
3. 结果判定:这个简单,接收机检波器的测量值(QP/A V)分别与限值线比较,低于限制线PASS,高出FAIL。
4. 注意事项:传导测试因为是对地的共模骚扰测量,因此关键在测试布置上,布置没问题了用接收机测就行了,而布置上的差异会导致结果的出入。悬而未决的问题:接收机RF输入端脉冲限幅器的使用:有些测试机构使用,保护接收机;有些抵制,认为限幅器中包含非线性元件对脉冲进行限
幅,导致互调失真及产生谐波形式的骚扰而影响测试结果。个人意见尽量不要使用,虽然没有进行过实际比对。
第二篇:辐射发射(Radiated Emission)
辐射发射(Radiated Emission)测试,是测量EUT通过空间传播的辐射骚扰场强。可以分为磁场辐射、电场辐射,前者针对灯具和电磁炉,后者则应用普遍。另外,家电和电动工具、A V产品的辅助设备有功率辐射的要求(称为骚扰功率)。
1. 测试标准
a) 电场辐射:CISPR22,CISPR13,CISPR11,CISPR14-1(特定类别的玩具);
b) 磁场辐射:CISPR15(工作电流频率超过100Hz的灯具),CISPR11(电磁炉);
c) 骚扰功率:CISPR14-1(工作频率不超过9kHz的一部分设备除外),CISPR13(只对辅助设备)。
2.测试方法
1)仪器和设备:
a) 电场辐射:接收机(1G以下)、频谱仪(1G以上)、电波暗室、天线(1G以下一般用双锥和对数周期的组合或用宽带复合天线,1G以上喇叭天线);
b) 磁场辐射:接收机、三环天线或单小环远天线;
c) 骚扰功率:接收机、功率吸收钳。
接收机遵循CISPR16-1-1的要求,天线、场地遵循CISPR16-1-4的要求,吸收钳遵循CISPR16-1-3的要求。
2)测试布置:
a)电场辐射:也是分台式与落地式,与传导发射相同(因为辐射发射结果与产品布置的关系尤为密切,因此需要严格按照标准布置包括产品、辅助设备、所有电缆在内的受试样品);
b)磁场辐射:不同尺寸的三环天线对能够测试的EUT最大尺寸是有限制的,以2m直径的环形三环天线为例,长度小于1.6m的EUT能够放在三环天线中心测试;在CISPR11中,超过1.6m的电磁炉用0.6m直径的单环远天线在3m外测量,最低高度1m;^ Z2 X~9 }
c)骚扰功率:分台式与落地式,台式设备放在0.8m的非金属桌子上,离其他金属物体至少0.8m(通常是屏蔽室的金属内墙,这个距离要求在CISPR14-1中是至少0.4m);落地式设备放在0.1m的非金属支撑上;被测线缆(LUT)布置在高0.8m、长6m的功率吸收钳导轨上
3)测试频段:电场辐射一般是30MHz-1GHz(有些产品需要测超过1G,根据具体标准的规定),磁场9kHz-30MHz,骚扰功率30-300MHz。
4)测试限值:随不同标准,场地是3m、10m或其他尺寸,不同的产品分类(Group 1/2, Class A/B)而限值不同。
5)测试过程:
a)30MHz-1GHz电场辐射:在半电波暗室中进行,EUT随转台360度转动,天线在1-4m高度上下升降,寻找辐射最大值。结果用QP值表示。垂直、水平两种天线极化方向都测;
b)大于1G的电场辐射:工作频率超过108MHz的ITE设备、超过400MHz的ISM设备需要测试,是在3m场地,使用频谱仪测。ITE设备测试方法基本同30MHz-1GHz,结果用Peak与A V值表示。ISM的产品有点不同,需要在全电波暗室中测,天线同产品同高度,不升降,转台仍然转动以寻找辐射最大值;
c)替代法:采用ERP(有效发射功率)来代替,再换算成场强数值。这个在RF测试中经常用到,常规EMC很少使用。替代法测试的目的是测试EUT的壳体辐射,需要拆除所有可拆卸电缆,不可拆卸的电缆上套铁氧体磁环。首先用天线A和接收机测量出EUT的最大骚扰值,然后用天线B替代EUT,调节信号发生器输出功率,直至测量接收机达到同样的值。记录替代天线B的输入端功率,即为EUT的壳体辐射功率。天线的选则根据测试频率来定;
d)磁场辐射:采用三环天线的磁场辐射测试没啥好说的,样品放置在天线中心,X/Y/Z三个方向各