EMC测试方法介绍

COSHIPELECTRONICSEMC测试指标及测试方法介绍深圳市同洲电子股份有限公司2020年5月3日研发中心产品认证部COSHIPELECTRONICSEMC简介EMC（ElectromagneticCompatibility）定义：在同一电磁环境中，设备能够不因为其它设备的干扰影响正常工作，同时也不对其它设备产生影响工作的干扰。EMC=EMI+EMS电磁干扰抗电磁干扰电磁兼容COSHIPELECTRONICSEMI测试指标辐射骚扰场强电源端骚扰电压天线端骚扰电压骚扰功率射频输出端有用信号和骚扰信号电平辐射骚扰功率谐波电流电压波动与闪烁COSHIPELECTRONICSEMS测试指标天线输入端差模电压抗干扰S1射频电压抗干扰S2a天线输入端射频电流抗干扰S2b辐射抗干扰S3脉冲调制波抗干扰S5静电放电ESD电快速瞬变脉冲群EFTCOSHIPELECTRONICS第一部分：电磁干扰EMIEMC测试指标及测试方法介绍COSHIPELECTRONICSEMI－－辐射骚扰场强1.简要说明测量对象主要是广播接收机。设备的辐射过高必会污染电磁环境。辐射骚扰场强在开阔场上或电波暗室中进行，测量距离为3m、5m或10m。(一般按3m测试，下述内容按3m测试描述)对有同轴天线输入的广播接收机，通过电缆馈入有用信号，而不是采用天线辐射接收。COSHIPELECTRONICSEMI－－辐射骚扰场强2.测试方法装置：EMI测试接收机、测试天线、转台/天线杆定位控制器等。对于常见的台式设备，测量时将其置于80cm高的非金属转台上，测试天线的测试基准点与被测设备的假想辐射中心（一般也是其几何中心）的水平距离即测试距离为3m。在测试过程中，转台在0～360°范围内旋转，而测试天线在1～4m（水平极化）和2～4m（垂直极化）范围内升降，并分别在天线水平极化和垂直极化状态下进行，以获得最大骚扰值。（做FCC测试时，天线升降范围在水平及垂直均为1～4m）COSHIPELECTRONICSEMI－－辐射骚扰场强3.测试方法示意图COSHIPELECTRONICSEMI－－辐射骚扰场强4.指标限值COSHIPELECTRONICSEMI－－辐射骚扰场强5.测试曲线示例010203040506070Level[dB礦/m]30M50M70M100M200M300M500M700M1GFrequency[Hz]Marker:168.78MHz33.48dB礦/mMESHLIMEN55022FCl.B3mFieldStrengthQPLimitCOSHIPELECTRONICSEMI－－辐射骚扰场强6.测试场景示例COSHIPELECTRONICSEMI－－电源端骚扰电压1.简要说明电源端骚扰电压，适用于标准范围内所有可接入公用低压电网的设备。注入电源的骚扰电压主要来自时基电路、视频电路和半导体整流器等的窄带和宽带骚扰。分别进行准峰值和平均值测量，以分别对应检测宽带骚扰和窄带骚扰。骚扰电压测试点：L线、N线、L线＋G、N线＋GCOSHIPELECTRONICS2.测试方法在屏蔽室内进行测量。对接收机采用辐射场的方式提供有用信号，对其它设备采用闭路方式提供有用信号，由信号源提供有用信号的通过屏蔽室壁上合适的波导连接器引入。被测设备置于80cm高非金属支架上，前面板距屏蔽室壁40cm，被测设备与测量接收机和屏蔽室顶要大于80cm，天线距离屏蔽室顶和非金属支架均大于80cm；人工电源网络置于屏蔽室地面上并接地；被测设备电源线按尽可能短的路径接入人工电源网络EUT端口上，超过80cm的部分应与电源线平行往返折叠成30～40cm的一束。EMI－－电源端骚扰电压COSHIPELECTRONICS3.测试方法示意图EMI－－电源端骚扰电压COSHIPELECTRONICS4.人工电源网络原理图EMI－－电源端骚扰电压COSHIPELECTRONICS5.指标限值EMI－－电源端骚扰电压COSHIPELECTRONICS6.测试曲线示例EMI－－电源端骚扰电压-20020406080100Level[dB礦]150k300k500k1M2M3M5M7M10M30MFrequency[Hz]Marker:150kHz45.45dB礦DeltaMk:0Hz10.59dBMES5688L-GPKMES5688L-GAVLIMEN55013VQPVoltageQPLimitLIMEN55013VAVVoltageAVLimitCOSHIPELECTRONICS7.测试场景示例EMI－－电源端骚扰电压COSHIPELECTRONICS1.简要说明天线端骚扰电压，适用于可外接天线的电视机、录像机、FM收音机、卫星广播接收机调谐单元、调频汽车收音机等。对天线端骚扰电压进行限定，主要是考虑到：1）若广播接收机接到公用天线系统，其天线端骚扰电压可能会影响公用天线系统的信号质量，并影响到其他接收设备的接收效果；2）若接收机使用独立天线，天线端骚扰电压也可能通过天线辐射，影响临近广播接收机的正常工作。测量仪器：EMI测试接收机、标准信号发生器、三端口网络。EMI－－天线端骚扰电压COSHIPELECTRONICS2.测试方法用同轴电缆和最小衰减值为6dB的阻性混合网络将被测设备天线端、辅助信号发生器与干扰测量仪相接。调整辅助信号发生器输出电平，对应75Ω天线阻抗的电视接收机输入电平为70dBμV。对电视接收机，信号是由包括色同步信号的完整的视频波形调制的图像载波以及相对幅度和频率正确的无调制声音载波。调谐被测设备接收有用信号。调谐干扰测量仪到相应骚扰频率，并调整到给出一个合适的参考指示。EMI－－天线端骚扰电压COSHIPELECTRONICS然后用标准信号发生器取代被测接收机，标准信号发生器的输出阻抗应与连接电缆的标称特性阻抗相同，其他测试装置保持不变。调整信号发生器的输出电平，使干扰测量仪获得同一参考指示。用使干扰测量仪获得相同的参考指示时，标准信号发生器的输出电平作为测量结果，以dBμV表示。（测量结果中应注明被测设备的标称天线输入阻抗值）EMI－－天线端骚扰电压COSHIPELECTRONICS3.测试方法示意图EMI－－天线端骚扰电压COSHIPELECTRONICS4.指标限值EMI－－天线端骚扰电压COSHIPELECTRONICS5.测试曲线示例EMI－－天线端骚扰电压COSHIPELECTRONICS6.测试场景示例EMI－－天线端骚扰电压COSHIPELECTRONICS1.简要说明一般认为，声频功率放大器、音/视盘机、录音机等设备，它们30MHz以上的辐射发射主要是通过与其相连的电源线和其他连接线向外辐射的。因此可以用电源线和其他连接线上的骚扰功率来定义其辐射骚扰性能。考虑到连接线的天线辐射效应——一般在半波长处辐射最大，30MHz对应的半波长5m，所以测试前要将被测设备的电源线以及长度可选的其他连接线用同质线缆延长至5m以上，再考虑到功率吸收钳（及起滤波作用的辅助吸收钳）的长度大约1m，则线缆总长度延长至大约为6m。EMI－－骚扰功率COSHIPELECTRONICS2.测试方法测试时，将被测设备置于0.8m高的非金属台子上，被测线缆在台上平直展开，功率吸收钳的测量端（即电流互感器一端对着被测设备，然后沿着远离它的方向移动，最多移动至5m处。记录测量频率点处的最大干扰值。对每个感兴趣的频率，都必须反复这样移动吸收钳，以获得测量结果。EMI－－骚扰功率COSHIPELECTRONICS3.测试方法示意图EMI－－骚扰功率COSHIPELECTRONICS4.指标限值EMI－－骚扰功率COSHIPELECTRONICS5.测试曲线示例EMI－－骚扰功率01020304050607080Level[dBpW]30M100M150M200M250M300MFrequency[Hz]Marker:194.94MHz32.47dBpWDeltaMk:0Hz8.44dBMES5100CI+POWERPKLIMGB13837PQPPowerQPLimitLIMGB13837PAVPowerAVLimitCOSHIPELECTRONICS1.简要说明如果设备（例如录像机、摄像机和解码器等）RF输出端与电视接收机天线端连接时，应测量设备RF输出端的有用信号和骚扰信号电平。如果RF输出信号或其谐波电平太高，由设备组合所产生的辐射，对邻近设备产生干扰。这个测试项目要求设备的射频输出电平，包括有用的主频和边带以及其谐波，还有其他噪声不能太大。当然，有用的主频和边带的电平也不能太小，这是产品的通用规范和用户要求的。EMI－－射频输出端有用信号和骚扰信号电平COSHIPELECTRONICS2.测试方法用同轴电缆和匹配网络（如需要）将被测设备的RF输出端与干扰测量仪的输入端相接，同轴电缆的特性阻抗应与被测设备的标称输出阻抗相同。被测设备应产生RF载波，其视频调制信号为垂直彩条信号。干扰测量仪（调制在图像载波及其谐波）或频谱分析仪的指示值加匹配网络插入损耗值即为RF输出电平。EMI－－射频输出端有用信号和骚扰信号电平COSHIPELECTRONICS3.测试方法示意图（1）EMI－－射频输出端有用信号和骚扰信号电平COSHIPELECTRONICS3.测试方法示意图（2）EMI－－射频输出端有用信号和骚扰信号电平COSHIPELECTRONICS4.指标限值EMI－－射频输出端有用信号和骚扰信号电平COSHIPELECTRONICS5.测试曲线示例EMI－－射频输出端有用信号和骚扰信号电平020406080100Level[dB礦]30M500M1G1.5G2.15GFrequency[Hz]Marker:519.24MHz71.75dB礦MESKV322#-SCH27PKLIMEN55013RFQPHARVoltageQPLimit(harmonic)LIMEN55013RFQPLOADVoltageQPLimit(harmonic)LIMEN55013RFQPOTHERVoltageQPLimit(harmonic)COSHIPELECTRONICS6.测试场景示例EMI－－射频输出端有用信号和骚扰信号电平COSHIPELECTRONICS1.简要说明本项目只适用于卫星广播接收机调谐器第一中频单元等。测量的频率范围1～3GHz。测量使用替代法。测试设备：EMI测试接收机、喇叭口天线EMI－－辐射骚扰功率COSHIPELECTRONICS2.测试方法使用具有水平极化和垂直极化的天线和放置被测设备的可旋转转台，采用替代法进行测量。记录每一频率所测的最大辐射电平作为参考指示值。然后，用一个特性与接收天线相同的发射天线（半波偶极子或喇叭天线）代替被测设备，使其中心处于原来被测设备中心所处的位置。发射天线接标准信号发生器。在每一个测量频率，调整标准信号发生器的输出电平，使测量仪给出参考指示值。此时，标准信号发生器的有效输出功率加上相对半波偶极子的天线增益，作为被测设备在相应频率的辐射功率电平。用代替的有效功率表示被测设备的辐射电平，并以dBpW表示。EMI－－辐射骚扰功率COSHIPELECTRONICS3.指标限值EMI－－辐射骚扰功率COSHIPELECTRONICS4.测试曲线示例EMI－－辐射骚扰功率-100-80-60-40-20020Level[dBm]30M50M100M200M400M700M1G2G3GFrequency[Hz]Marker:323.527054MHz-48.69dBmMESHLIM300296RSEOperatingCOSHIPELECTRONICS1.简要说明由于半导体变流技术的发展，人们对电能的利用效率得到了大幅地提高，但大量的开关电源和晶闸管的使用也导致了谐波电流的产生。谐波电流具有十分严重的危害性，它一方面加重了电网中线负担，大量非线性负载产生的谐波电流将流过中线造成中线过负荷，严重情况下将烧毁中线，引发火灾；另一方面它又加重