电磁兼容试验技术•概述(45分)•基础知识(90分)•EMC试验场地(45分)•EMC试验设备(90分)•EMC试验方法(135分)•EMC预测试技术(90分)•相关测试技术(45分)培训目标了解EMC测试基本内容;学习有关EMC测试基础知识;初步掌握EMC测试原理;学会对EMC测试结果的分析判断;强化EMC意识,具备解决工程中遇到的电磁干扰问题的基本能力。内容提要介绍EMC试验技术概述及与EMC测试相关的基础知识;介绍EMC试验场地和试验设备以及EMC测试原理和测试要点;介绍对EMC测试结果的分析判断以及EMC测试误差分析;介绍EMI诊断技术和其相关测试技术。EMC与我们息息相关有幸涉足EMC领域,实实在在做了五件事。参加EMC试验;承担EMC预研课题;建设EMC试验室;组织系统级EMC试验;介入EMC设计。每个人的生活、工作与EMC密切相关。EMC试验技术概述EMC试验技术发展阶段EMC试验技术发展前景EMC试验在EMC学科中的重要位置EMC试验结果评价EMC试验技术发展阶段(1)EMC技术发展三个阶段:问题解决法;标准规范法;系统设计法。在问题解决法阶段,具体操作是在设备达到电性能指标要求后,将其安装在系统中,靠联机试验发现一些不兼容问题。一般经过分析,找出问题产生原因,采取措施,使问题得以解决,系统恢复正常工作。此时测量技术多半属于EMI诊断水平。EMC试验技术发展阶段(2)通过长期工程实践,人们逐步认识到待到问题暴露后再着手解决,势必带来时间上的延误和经济上的损失。要使一些设备共存于一个有限空间,必须事先对设备进行某种约定,于是在大量实践中编制了各种EMC标准。这些标准规定了各种电磁干扰必须控制在某些限制线内,也规定了一些敏感设备必须具备的抗干扰能力,同时规定了具体测试方法。在标准规范阶段,大量先进的、标准的测量设备投入市场,人们要按EMC标准对所有产品进行规范的EMC测试检验。EMC试验技术发展阶段(3)系统设计法主张EMC设计与电设计同步进行,以求系统综合性能价格实现最佳。在系统设计法阶段,系统工程实施规范的EMC管理,其中包括:人们在进行系统设计时,对自身的和周围的电磁环境要进行预估;选择适用的EMC标准,并能对标准进行科学裁剪以防止欠设计和过设计;对系统内的所有设备按规定标准进行EMC设计和测试。EMC试验技术发展前景(1)未来的系统设计将会更新观念,具体表现:不仅重视系统的硬件设计,更要关心相关机构及满足系统运行条件的操作人员等统筹考虑的战斗能力;不仅重视系统的功能性指标,还要重视电磁兼容性指标(非功能指标);计算系统的投入产出比;未来的EMC测量技术必将发挥更重要的作用。EMC试验技术发展前景(2)欧共体于己于1989年5月颁布了EMC指令(89/336/EEC)。近十年来在国际上掀起了EMC法规化、EMC标准国际化的新高潮。我国在质量技术监督部门、出入境检验检疫部门、环境保护部门等不断推出一些EMC法规性文件或技术规范,加强了EMC管理。面对今日的技术进步和现代市场经济的现实,EMC技术已形成一种产业,在国民经济各部门发挥着重要作用,创造着巨大经济效益和社会效益,其重要性正在受到越来越多的关注。EMC预测技术为系统EMC设计提供坚实的技术基础;展望未来,电子产品直至整个系统会实现全方位的一体化设计;未来的测试技术的发展和测试对象的细分,EMC测试有与产品的功能测试融为一体的趋势;一种新的测试体系会逐步建立起来,到那时对产品的检验,也将是全方位、全自动化的。EMC试验技术发展前景(3)EMC试验的特殊地位EMC试验在EMC学科中占有特殊重要位置,EMC试验是检验产品电磁兼容性是否合格的唯一手段,EMC试验技术随EMC技术发展而发展;EMC试验技术有着广泛的发展前途。对于最后的成功验证,也许没有任何其他领域像电磁兼容那样强烈地依赖于测量。试验不单单承担对产品性能最终检验的任务,在产品研制过程中,各个阶段都需要有实验手段来检验每一个设计思想,每一项设计措施是否正确。试验永远伴随着产品的研制过程,直到最终达到标准。EMC试验的特点因为电磁干扰有时是随机的,多变的,电磁干扰的时域波形不太规则。电磁干扰的频谱比较复杂。电路分析中的许多分布参数不容忽视。电磁干扰是与结构、工艺、布局等众多因素相关的电磁现象,EMC测试设备要求稳定性好、灵敏度高、频谱宽、动态范围大等特点。EMC试验结果举例(1)EMC测试的目的为了得到关于被测件的电磁兼容特性,测试结果是整个测试EMC测试过程生成的成果,EMC测试结果应该给出以下信息:EUT是否通过某EMC标准;对于未达标的产品给出超标频点和超标量值;对于EMI测试给出可能分析无意发射的类型、传播路径等有关信息;对于EMS测试给出敏感设备的受影响状况,必要时测试敏感设备的敏感度阈值。EMC测试结果举例(2)开关电源DC/DC模块测试结果;图中明显看出开关频率(580kHz)的基波和各次谐波。EMC测试结果举例(3)采取以下措施,使问题得以解决:在DC/DC模块输入端加电磁干扰滤波器;输出端加可抑制共模、差模噪声的滤波电路;将DC/DC模块深埋在接地的铝框内;全部连线采用屏蔽双绞线;接地时注意防止与地形成回路。EMC测试结果举例(4)EMC测量基础知识(1)电磁环境电平:在规定的试验场地和时间内,当试验样品尚未通电,已存在的辐射及传导的信号和噪声电平。敏感度门限:指使试样呈现最小可辨别的不希望有的响应的信号电平。电磁干扰安全系数:敏感度门限与出现在关键试验点或信号线上的干扰之比。某试验室传导电磁环境电平某试验室辐射电磁环境电平EMC测量基础知识(2)关键点:分系统中对于干扰最敏感的点,它与灵敏度、任务目标的重性以及所处的电磁环境等因素有关。实际上是一个电气点,通常处于分系统输出级之前。监测点:指在分系统或系统中用于监视或测量其响应的一个或几个点。测定不可接受的响应时,监测点应在系统或分系统的输出端,并且在性质上不必是电气点。需要与关键点配合起来确定非偶然性响应的监测点,可置于系统内部,也可置于系统或分系统的输出端。EMC缩写ElectromagneticcompatibilityEMCElectromagneticinterferenceEMIElectromagneticsusceptibilityEMSConductedemissionCEConductedsusceptibilityCSRadiationemissionRERadiationsusceptibilityRSElectrostaticdischargeESD电磁干扰科学技术迅猛发展给人类带来幸福的同时也带来麻烦,高压输电线的电晕杂波,汽车点火系统和控制系统及移动数字通信系统以及各种无线电设备的无意发射等等不仅影响了电子设备自身正常工作,也污染了城市环境,成为第八大公害。电磁干扰可能来源于地球磁场、雷电、轨道静电、空间各种高能粒子等自然界中固有的环境影响,也可能来源于包括工业干扰在内的各种人为电磁噪声和杂波。EMI术语(1)民用标准中把可能引起装置、设备或系统性能降低或者对有生命或无生命物质产生损害作用的所有电磁现象,它可能是电磁噪声(电磁噪声、自然噪声、喀沥声、人为噪声、脉冲噪声、随机噪声、连续噪声、无线电噪声)无用信号或传播媒介自身的变化都称为电磁骚扰,它是客观存在的物理现象(disturbance),一旦这种电磁骚扰引起设备、传输通道或系统性能下降称之为电磁干扰(interfering)。EMI术语(2)军用标准中直接称任何能中断、阻碍、降低或限制通信电子设备有效性能的电磁能量为电磁干扰(interfering)。从工程角度出发,为叙述方便,凡属从骚扰源向外发出的电磁能量,只要它对设备、分系统或系统是无用的,这里统称干扰,不在乎是否造成影响的后果。EMI术语(3)电磁噪声:与任何信号都无关的一种电磁现象,通常是脉动的和随机的,也可以是周期的。自然噪声:来源于自然现象而非人工装置产生的电磁噪声。人为噪声:来源于人工装置产生的电磁噪声。喀沥声:用规定的方法测量时,其持续时间不超过某一规定值的电磁噪声。EMI术语(4)脉冲噪声:在特定设备上出现的、表现为一连串清晰脉冲或瞬态的噪声。随机噪声:给定瞬间值不可预测的噪声。连续噪声:对一个特定设备的效应不能分解为一连串清晰可辨的效应的噪声。无线电噪声:具有无线电频率分量的电磁噪声。EMI术语(5)无用信号:可能损害有用信号接收的信号。干扰信号:损害有用信号接收的信号。杂散发射是指必要带宽外的单个或多个频点上的发射,包括谐波发射、寄生发射、互调产物及变频产物,带外发射除外。EMI术语(6)寄生振荡一般是指发射设备设计不当产生的无用振荡,其频率与工作频率无关。本振泄漏是指超外差接收机本振源产生的泄漏电磁场。谐波是指工作频率的整数倍数,或表述为一个周期量的傅里叶级数高于1的分量。分谐波是指晶体振荡器频率的高次谐波,一般低于工作频率。EMI术语(7)互调干扰是指两个或两个以上信号在非线性元件中混合,产生新的信号频率分量,它们等于各信号频率整数倍的线性组合,其干扰频率是可以预测的。交调干扰是指不希望有的调制信号对有用信号的载波进行调制,其特点是发生在非线性设备、电网络或传播媒介中,而且所产生的干扰频率无法预测。EMI术语(8)宽带发射:带宽大于某一测量设备或接收机带宽的发射。窄带发射:带宽小于某一特定测量设备或接收机带宽的发射。传导发射是指沿电源线或信号线传输的电磁发射。辐射发射是指通过空间传播的、有用的或不希望有的电磁能量。EMI术语(9)电磁干扰测量值是指按规定测量方法测得的电磁发射值。电磁干扰限值一般由标准或专用技术文件规定,在EMC标准中用限制线给出,它对应于设备、分系统或系统实现兼容工作条件下能够允许的电磁发射最高电平(允许值)。耦合路径术语(1)耦合路径是指部分或全部电磁能量从规定源传输到另一电路或装置所经由的路径。耦合系数是指给定电路中,电磁量(通常是电压或电流)从一个规定位置耦合到另一个位置;目标位置与源位置相应电磁量之比。耦合路径术语(2)交叉耦合是指一种存在于两个或几个不同的信道、电路部件或元件之间的不希望有的耦合。串扰是指在一个传输电路中,由其它传输电路通过电磁的相互耦合所引起的不希望有的信号扰动。耦合路径术语(3)传导耦合包括电容耦合、电感耦合、电阻耦合。电感耦合是指一个回路中流过变化电流,在它周围空间会产生变化磁场,这个磁场又在相邻回路中产生感应电压,这样就有两个干扰电压耦合到接收电路中去了;耦合量与回路电流、两回路间互感及频率相关。耦合路径术语(4)电容耦合是指两个电路中的导体靠得很近,并且存在一定电位差,则一个导体中的电场会对另一个电路导体产生感应,两者相互影响,相互作用,产生耦合;耦合量与导体形状、相互位置、填充介质及频率相关。电阻耦合是指两个电路间的连接线,设备间的信号线,电源负载间电源线通过导线在传输信号的同时,也传输干扰。公共阻抗耦合和共电源耦合属此列。耦合路径术语(5)辐射耦合是指干扰源以电磁辐射形式向空间发射电磁波,处于近场区和远场区的接收电路通过天线耦合、导线感应耦合和闭合回路耦合。天线耦合是指经天线接收电磁波,天线在正常接收有用信号的同时,有可能也会将无用信号、电磁噪声感应到接收电路。闭合回路耦合是指按正弦变化的电磁场在闭合回路中产生感应耦合,它与交变电场最大值、回路面积以及频率相关。抗扰性是民用标准中对装置、设备或系统面临电磁骚扰不降低运行性能的能力的描述。抗扰性电平是指将一个给定的电磁骚扰施加于某一装置、设备或系统而其仍能正常工作,并保持所需性能等级时施加的最大骚扰电平。抗扰性限值是指EMC标准或专用技术条件中规定的最小抗扰性电平。EMS术语(1)EMS术语(2)敏感度是军用标准中用来衡量装置、设备或系统在存在电磁干扰的情况下不能避免性能降低的能力。敏感度阈值是军用标准中设备、分系统或系统呈现最小可辨别的不希望有的响应的信号电平,也称敏感度门限。不希望有的电平响应是指对标准参考输出的偏离值超出设备技术要求中规定容差的一