EMC 培训教材(测试方法)
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EMC 测试技术教材
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EMC介绍
• EMC：Electromagnetic compatibility，电磁兼容性
• EMC定义：在同一电磁环境中，设备能够不因为其他 设备的干扰影响其正常工作，同时也不对其他设备产 生影响工作的干扰
• EMC的三要素，缺任何一个都够不成EMC问题。
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PMS：Power-frequency magnetic susceptibility
• PMS：工频磁场试验主要模拟50Hz工频电力线所构成的磁场（如 大型变压设备附近的磁场等）对设备的影响，对此项试验较敏感 的主要是带线圈的设备如CRT等。
• 试验示意
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surge：浪涌试验
浪涌试验用来模拟自然雷击或者电网中接入大容性负载时所产生的 脉冲对设备的影响。包含电源端和信号端测试。
• 电源端测试 包括L和N线间、L对保护地、N线对保护地、L&N对保护地，其中第
一种属于差模干扰，后三种为共模干扰。 • 信号端测试 如果是屏蔽线，干扰加在屏蔽层上，如果是地线，干扰加在信号线
60至100MHz
双指数脉 冲
1冲5串ms脉
(5kHz)
脉冲串间 隔是
300ms
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电快速瞬态脉冲群抗扰度EFT /B（Electrical fast transient burst） 模拟对电感性负载的切换（如继电器、接触器）； 对高压开关的切换（如真空开关、六氟化硫）设备 的干扰。放电波形为5ns/50ns（上升沿5ns，半波 时间50ns）的脉冲串，脉冲串持续时间15ms，脉冲 周期为300ms。特点是上升时间快、持续时间短、 能量低，但有较高的重复频率。
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• 静电放电抗扰度ESD（Electrostatic discharge）
• 模拟操作人员或物体在接触设备时的放电 以及人或物体对邻近物体的放电。
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ESD：试验介绍
静电放电试验包含两个部分：直接放电和间接放电 • 直接放电：又包含接触放电和空气放电
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EMC测试项目：
• 各测试项介绍－EMS
ESD：Electrostatic discharge 静电放电抗扰度—IEC 61000-4-2 RS：Radiated susceptibility 辐射抗扰度—IEC 61000-4-3 EFT/B：Electrical fast transient burst 电快速瞬变脉冲群抗扰度－
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ESD：Electrostatic discharge
• ESD：静电放电，考察设备在接收外界静电源（如带电人体、带 电设备等）所产生的直接放电或静电场干扰时的抵抗能力。
• 静电波形及参数
Tr 约为0.7至1ns，因上升时间非常短，根据傅利叶变换，其产生干扰 的频率可以延伸至500MHz。
BGND&PE对PE、-48&BGND&PE对PE
EFT/B均为共模试验。
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EFT/B：试验现场
连辅助 设备与 端接
容性卡钳距参考地 100mm,轮流卡每根电 缆
脉冲 EUT与发生 群信 器或卡钳 号源 之间的电
源线或信 号线长度 小于1米
参考地平面的 每个边要超出 EUT100mm并 与大地相连
DIP/interruptions－IEC 61000-4-11 Power lines induction电力线感应－ITU-T K.20 Power lines contact电力线碰触－ITU-T K.20
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EMC测试项目：
• 各测试项介绍－EMI
跌落深度
70％ 40%
0 0
持续时间
500ms 200ms 10ms
5s
性能判据
C C B C
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DIP/interruptions：试验介绍（续）
• 试验仪器控制试验的跌落深度、持续时间以及跌落相位
电源 试验仪器
电源 受试设备（EUT）
• 其中相位为0°、45 ° 、90 ° 、135 ° 、180 ° 、225 ° 、 270 ° 、315 ° 、360 °。
RADIOELECTRIQUES / INTERNATIONAL SPECIAL COMMITTEE ON RADIO INTERFERENCE)
• IEC (International Electrotechnical Commission) • CENELEC (European Committee for Electrotechnical Standardization) • EUT (Equipment Under Test)
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DIP/interruptions：试验现场
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抑制DIP/interruptions的原则对策
• 电源模块的性能 电源模块自身能否保证输入出现电压波动时，输出依然
稳定是影响设备DIP指标的重要因素，此外电源模块 能够正常上电而不进入欠压保护状态也是一重要因素。 • WATCHDOG电路 为各芯片设计的看门狗电路应该能够保证当芯片出现供 电欠压时及时对该芯片进行复位。
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surge：试验现场
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抑制SURGE的原则对策
• 防护设计 电源端口的压敏、热敏、空气放电管以及熔断器构成的
防护电路已经非常成熟。信号端口则需要根据其接口 类型以及工作在室内还是室外进行设计区分，入E1电 路和调试串口电路的防护设计就不同。 • 信号电缆的屏蔽 信号电缆外面的屏蔽层是解决信号端容易耦合感应雷的 重要方法。
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ESD：试验现场
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ESD：静电枪内部电路
• 因静电的上升沿非常短、且静电枪上的高压开关非常昂贵，所以 静电抢的价格不菲，目前市场上比较常见的静电抢主要都为进口 货。
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ESD：静电枪（ESD simulator）
• 静电枪实物
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抑制ESD的原则对策
• 屏蔽与搭接 保证设备壳体的电连续性，避免静电电流或静电场进入
设备内部从而干扰单板工作 • 接地 为静电电流提供一快速泄放的途径，以免静电积累过高，
损坏设备 • 防护设计或滤波 对设备信号接口进行滤波，如采用TVS管进行钳位保护设
计或者采用RC电路对静电进行滤波
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EFT/B：Electrical fast transient burst
• EFT/B：电快速瞬变脉冲群
模拟设备附近或设备所在的电网中发生切断感性负载时导致的脉冲 干扰。
• EFT/B波形及主要参数
上升沿：5ns 脉宽：50ns 干扰覆盖频率：
接触放电主要针对设备表面的金属裸露部分进行。 空气放电主要针对设备表面覆盖有绝缘物质的地方进行，入喷有绝缘漆等。 直接放电主要模拟人体或其他带电源直接对设备放电的现象。
• 间接放电：只包含接触放电 对水平耦合板和垂直耦合板进行放电，耦合板距离设备一定距离，
耦合板通过两个470k欧姆的电阻接地，所以当对耦合板放电时， 耦合板上的静电不会马上泄放到地，而以耦合板为静电源形成一 静电场，对设备进行干扰。 模拟设备抗静电场干扰的能力
干扰源
耦合途径
敏感设备
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缩略语
• EMC (Electromagnetic Compatibility) • EMI (Electromagnetic Interference) • EMS (Electromagnetic Susceptibility) • OATS (Open Area Test Site) • CISPR (COMITE INTERNATIONAL SPECIAL DES PERTURBATIONS
RE：Radiated emission 辐射发射-CISPR 22、FCC PART 15 CE：Conducted emission 传导发射- CISPR 22、FCC PART 15 Harmonics：交流电源谐波-IEC 61000-3-2 Flicker：交流电源闪烁 IEC 61000-3-3
EUT与参考 地平面之间 的距离大于 100mm
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抑制EFT/B的原则对策
• 屏蔽 因为EFT/B产生的干扰的频段可高到100MHz，所以机壳
屏蔽和电缆屏蔽是抑制EFT/B的一个主要对策。 • 滤波和防护 电源端口和信号端口的滤波防护电路设计。 • 接地 对于任何干扰来说，接地都是为旁路干扰提供一快速途
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surge：浪涌波形
浪涌波形有：1.2/50(8/20)组合波，10/700电压波，其中1.2 1.2/50(8/20)波形用在 电源端和室内信号端的试验上，而10/700电压波用在室外信号端的浪涌试验上。 上述波形中的1.2、8和10都是指波形的波前时间，单位为us，50、20和700指得是 波形的脉宽，单位也为us，可见浪涌波形的能量远大于EFT/B和静电，但是干扰频 宽却要窄得多。
径，避免干扰在设备上驻留，“夜长梦多”。
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DIP/interruptions：试验介绍
• DIP/interruptions：该试验主要是模拟交流电网中接入大功率设备 引起的电网电压下降甚至短时中断的现象，考察设备在处于这种 工作状态中的性能稳定性。
试验组合
上，例如对用户线，直接加在AB线上。
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• 浪涌抗扰度SURGE • 模拟电网中的故障；雷击（直接或间接）
对设备的干扰,，电网中的开关操作。放电 波形为开路电压1.2us/50us、短路电流 8us/20us的脉冲。特点是上升时间慢（相对 EFT/B）、持续时间较长、能量大。
IEC 61000-4-4 SURGE：浪涌抗扰度－IEC 61000-4-5 CS：Conducted susceptibility传导骚扰抗扰度－IEC 61000-4-6
PMS：Power-frequency magnetic susceptibility工频磁场抗扰度－ IEC 61000-4-8
滤波是唯一的办法。 • 接地 接地是为涡流提供泄放途径。
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电力线感应：Power lines induction
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EFT/B：试验介绍 去耦
EFT/B试验包含两个部分 • 电源端试验
信号源
使用耦合去耦网络（CDN）进行注入
受试设备
辅助设备
• 信号端试验
使用容性耦合夹进行干扰耦合，具体
试验做法为使信号线从容性耦合夹中穿过
耦合
因为容性耦合夹和信号线之间存在分布电容（33至200pF），从而使 得干扰被注入至信号线内部。
50Hz电流
试验仪器
EUT
线圈
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PMS：试验现场
www.hΒιβλιοθήκη Baidurbournetworks.com
抑制PMS的原则对策
• 屏蔽 对于场干扰来说，壳体屏蔽是主要办法，当然这里的屏
蔽也包含信号电缆的屏蔽。 • 滤波 对于电源端口或者没有条件作成屏蔽的信号端口，使用
容性耦合夹
受试设备
辅助设备
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信号源
EFT/B：试验介绍（续）
电源端EFT/B试验项目 • 交流端 L对PE、N对PE、PE对PE、L&N对PE、L&PE对PE、N&PE对PE、
L&N&PE对PE几种组合。 • 直流端 -48对PE、PE对PE、BGND对PE、-48&BGND对PE、-48&PE对PE、
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EMC介绍
• EMC：Electromagnetic compatibility，电磁兼容性
• EMC定义：在同一电磁环境中，设备能够不因为其他 设备的干扰影响其正常工作，同时也不对其他设备产 生影响工作的干扰
• EMC的三要素，缺任何一个都够不成EMC问题。
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PMS：Power-frequency magnetic susceptibility
• PMS：工频磁场试验主要模拟50Hz工频电力线所构成的磁场（如 大型变压设备附近的磁场等）对设备的影响，对此项试验较敏感 的主要是带线圈的设备如CRT等。
• 试验示意
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surge：浪涌试验
浪涌试验用来模拟自然雷击或者电网中接入大容性负载时所产生的 脉冲对设备的影响。包含电源端和信号端测试。
• 电源端测试 包括L和N线间、L对保护地、N线对保护地、L&N对保护地，其中第
一种属于差模干扰，后三种为共模干扰。 • 信号端测试 如果是屏蔽线，干扰加在屏蔽层上，如果是地线，干扰加在信号线
60至100MHz
双指数脉 冲
1冲5串ms脉
(5kHz)
脉冲串间 隔是
300ms
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电快速瞬态脉冲群抗扰度EFT /B（Electrical fast transient burst） 模拟对电感性负载的切换（如继电器、接触器）； 对高压开关的切换（如真空开关、六氟化硫）设备 的干扰。放电波形为5ns/50ns（上升沿5ns，半波 时间50ns）的脉冲串，脉冲串持续时间15ms，脉冲 周期为300ms。特点是上升时间快、持续时间短、 能量低，但有较高的重复频率。
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• 静电放电抗扰度ESD（Electrostatic discharge）
• 模拟操作人员或物体在接触设备时的放电 以及人或物体对邻近物体的放电。
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ESD：试验介绍
静电放电试验包含两个部分：直接放电和间接放电 • 直接放电：又包含接触放电和空气放电
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EMC测试项目：
• 各测试项介绍－EMS
ESD：Electrostatic discharge 静电放电抗扰度—IEC 61000-4-2 RS：Radiated susceptibility 辐射抗扰度—IEC 61000-4-3 EFT/B：Electrical fast transient burst 电快速瞬变脉冲群抗扰度－
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ESD：Electrostatic discharge
• ESD：静电放电，考察设备在接收外界静电源（如带电人体、带 电设备等）所产生的直接放电或静电场干扰时的抵抗能力。
• 静电波形及参数
Tr 约为0.7至1ns，因上升时间非常短，根据傅利叶变换，其产生干扰 的频率可以延伸至500MHz。
BGND&PE对PE、-48&BGND&PE对PE
EFT/B均为共模试验。
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EFT/B：试验现场
连辅助 设备与 端接
容性卡钳距参考地 100mm,轮流卡每根电 缆
脉冲 EUT与发生 群信 器或卡钳 号源 之间的电
源线或信 号线长度 小于1米
参考地平面的 每个边要超出 EUT100mm并 与大地相连
DIP/interruptions－IEC 61000-4-11 Power lines induction电力线感应－ITU-T K.20 Power lines contact电力线碰触－ITU-T K.20
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EMC测试项目：
• 各测试项介绍－EMI
跌落深度
70％ 40%
0 0
持续时间
500ms 200ms 10ms
5s
性能判据
C C B C
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DIP/interruptions：试验介绍（续）
• 试验仪器控制试验的跌落深度、持续时间以及跌落相位
电源 试验仪器
电源 受试设备（EUT）
• 其中相位为0°、45 ° 、90 ° 、135 ° 、180 ° 、225 ° 、 270 ° 、315 ° 、360 °。
RADIOELECTRIQUES / INTERNATIONAL SPECIAL COMMITTEE ON RADIO INTERFERENCE)
• IEC (International Electrotechnical Commission) • CENELEC (European Committee for Electrotechnical Standardization) • EUT (Equipment Under Test)
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DIP/interruptions：试验现场
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抑制DIP/interruptions的原则对策
• 电源模块的性能 电源模块自身能否保证输入出现电压波动时，输出依然
稳定是影响设备DIP指标的重要因素，此外电源模块 能够正常上电而不进入欠压保护状态也是一重要因素。 • WATCHDOG电路 为各芯片设计的看门狗电路应该能够保证当芯片出现供 电欠压时及时对该芯片进行复位。
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surge：试验现场
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抑制SURGE的原则对策
• 防护设计 电源端口的压敏、热敏、空气放电管以及熔断器构成的
防护电路已经非常成熟。信号端口则需要根据其接口 类型以及工作在室内还是室外进行设计区分，入E1电 路和调试串口电路的防护设计就不同。 • 信号电缆的屏蔽 信号电缆外面的屏蔽层是解决信号端容易耦合感应雷的 重要方法。
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ESD：试验现场
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ESD：静电枪内部电路
• 因静电的上升沿非常短、且静电枪上的高压开关非常昂贵，所以 静电抢的价格不菲，目前市场上比较常见的静电抢主要都为进口 货。
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ESD：静电枪（ESD simulator）
• 静电枪实物
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抑制ESD的原则对策
• 屏蔽与搭接 保证设备壳体的电连续性，避免静电电流或静电场进入
设备内部从而干扰单板工作 • 接地 为静电电流提供一快速泄放的途径，以免静电积累过高，
损坏设备 • 防护设计或滤波 对设备信号接口进行滤波，如采用TVS管进行钳位保护设
计或者采用RC电路对静电进行滤波
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EFT/B：Electrical fast transient burst
• EFT/B：电快速瞬变脉冲群
模拟设备附近或设备所在的电网中发生切断感性负载时导致的脉冲 干扰。
• EFT/B波形及主要参数
上升沿：5ns 脉宽：50ns 干扰覆盖频率：
接触放电主要针对设备表面的金属裸露部分进行。 空气放电主要针对设备表面覆盖有绝缘物质的地方进行，入喷有绝缘漆等。 直接放电主要模拟人体或其他带电源直接对设备放电的现象。
• 间接放电：只包含接触放电 对水平耦合板和垂直耦合板进行放电，耦合板距离设备一定距离，
耦合板通过两个470k欧姆的电阻接地，所以当对耦合板放电时， 耦合板上的静电不会马上泄放到地，而以耦合板为静电源形成一 静电场，对设备进行干扰。 模拟设备抗静电场干扰的能力
干扰源
耦合途径
敏感设备
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• EMC (Electromagnetic Compatibility) • EMI (Electromagnetic Interference) • EMS (Electromagnetic Susceptibility) • OATS (Open Area Test Site) • CISPR (COMITE INTERNATIONAL SPECIAL DES PERTURBATIONS
RE：Radiated emission 辐射发射-CISPR 22、FCC PART 15 CE：Conducted emission 传导发射- CISPR 22、FCC PART 15 Harmonics：交流电源谐波-IEC 61000-3-2 Flicker：交流电源闪烁 IEC 61000-3-3
EUT与参考 地平面之间 的距离大于 100mm
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抑制EFT/B的原则对策
• 屏蔽 因为EFT/B产生的干扰的频段可高到100MHz，所以机壳
屏蔽和电缆屏蔽是抑制EFT/B的一个主要对策。 • 滤波和防护 电源端口和信号端口的滤波防护电路设计。 • 接地 对于任何干扰来说，接地都是为旁路干扰提供一快速途
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surge：浪涌波形
浪涌波形有：1.2/50(8/20)组合波，10/700电压波，其中1.2 1.2/50(8/20)波形用在 电源端和室内信号端的试验上，而10/700电压波用在室外信号端的浪涌试验上。 上述波形中的1.2、8和10都是指波形的波前时间，单位为us，50、20和700指得是 波形的脉宽，单位也为us，可见浪涌波形的能量远大于EFT/B和静电，但是干扰频 宽却要窄得多。
径，避免干扰在设备上驻留，“夜长梦多”。
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DIP/interruptions：试验介绍
• DIP/interruptions：该试验主要是模拟交流电网中接入大功率设备 引起的电网电压下降甚至短时中断的现象，考察设备在处于这种 工作状态中的性能稳定性。
试验组合
上，例如对用户线，直接加在AB线上。
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• 浪涌抗扰度SURGE • 模拟电网中的故障；雷击（直接或间接）
对设备的干扰,，电网中的开关操作。放电 波形为开路电压1.2us/50us、短路电流 8us/20us的脉冲。特点是上升时间慢（相对 EFT/B）、持续时间较长、能量大。
IEC 61000-4-4 SURGE：浪涌抗扰度－IEC 61000-4-5 CS：Conducted susceptibility传导骚扰抗扰度－IEC 61000-4-6
PMS：Power-frequency magnetic susceptibility工频磁场抗扰度－ IEC 61000-4-8
滤波是唯一的办法。 • 接地 接地是为涡流提供泄放途径。
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电力线感应：Power lines induction
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EFT/B：试验介绍 去耦
EFT/B试验包含两个部分 • 电源端试验
信号源
使用耦合去耦网络（CDN）进行注入
受试设备
辅助设备
• 信号端试验
使用容性耦合夹进行干扰耦合，具体
试验做法为使信号线从容性耦合夹中穿过
耦合
因为容性耦合夹和信号线之间存在分布电容（33至200pF），从而使 得干扰被注入至信号线内部。
50Hz电流
试验仪器
EUT
线圈
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抑制PMS的原则对策
• 屏蔽 对于场干扰来说，壳体屏蔽是主要办法，当然这里的屏
蔽也包含信号电缆的屏蔽。 • 滤波 对于电源端口或者没有条件作成屏蔽的信号端口，使用
容性耦合夹
受试设备
辅助设备
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EFT/B：试验介绍（续）
电源端EFT/B试验项目 • 交流端 L对PE、N对PE、PE对PE、L&N对PE、L&PE对PE、N&PE对PE、
L&N&PE对PE几种组合。 • 直流端 -48对PE、PE对PE、BGND对PE、-48&BGND对PE、-48&PE对PE、