电磁兼容emc,emc辐射测试方法 _生活百科

在进行电磁兼容测试时，通常会想到用频谱分析仪进行辐射测试。但是示波器也可以用于电磁兼容性测试。电磁兼容性测试中未充分利用示波器的一个应用是实时功能性能评估，包括受测设备(DUT)受到干扰时的偏差检测。示波器可以帮助您记录电磁干扰如何影响产品的运行。我们经常使用示波器，但它们需要与测试室中的待测设备电绝缘。
术语“偏差”是指被测设备对干扰的响应，此时一个或多个功能可能超过允许的公差。这些功能和公差在为特定设备独立开发的EMC测试计划文档中定义，并在测试开始前得到所有相关方的一致认可。
汽车行业的标准做法是通过组件级测试来判断设备对静电放电、电源和输入/输出线路的瞬态变化、传导射频和辐射电磁场的抵抗力。这些测试是在整车抗干扰测试之前进行的。抗干扰的验收标准，如被测器件必须耐受的射频场强，在OEM厂商的工程规范中有明确规定，测试过程一般符合国际标准。
对于大多数部件级抗干扰测试，通用测试设备由一些线束和负载模拟器组成，其中负载模拟器包含真实和/或电气等效负载，代表待测设备和车辆之间的接口。被测设备需要调整到测试计划中定义的一种或多种工作模式，并暴露在干扰下。在有干扰的情况下，监测被测器件的功能，当超过允许的容差时，得到响应性能。对于射频抗干扰测试，偏差检测要求先确定器件的抗干扰阈值，先大幅降低干扰幅度，再缓慢增加干扰幅度，直到出现偏差。
如果被测设备有一条CAN通信总线，一些与其功能状态相关的信息可以通过该总线传输。不幸的是，其他被监控的功能细节不能通过该总线传输。例子包括传感器的模拟信号或驱动致动器的脉宽调制输出信号。我们必须使用合适的仪器来测试这些功能。
射频抗干扰测试通常在屏蔽室进行，以避免实验室人员暴露在危险的电磁场环境中，避免敏感设备失效。在ISO11452-4描述的导电射频抗干扰测试中，使用箝位电流注入探针将射频电流引入待测设备的线束。该射频电流的频率范围从1兆赫兹到400兆赫兹，电平范围从几十毫安到几百毫安。这些电流会在测试平台附近产生电磁场，高到足以影响非屏蔽设备的正常运行。ISO/IEC61000-4-21中描述的辐射射频抗干扰测试使用了一个包含机械调谐器的反射室。当在给定的测试频率点获得足够数量的调谐器位置时，在整个房间的可用空间中将产生统计上均匀的电磁场。测试频率范围为300MHz至3GHz，场强可高达200V/m(CW和AM)和600V/m(雷达脉冲) 。
为了保持屏蔽室的完整性，禁止通过导电电缆将测量仪器直接连接到测试装置上。因为射频场会耦合到屏蔽室的电缆上，暴露在屏蔽室外面的电缆就变成了辐射天线。为了避免这个问题，我们需要使用由射频增强型光纤收发器组成的隔离连接。转换后的信号通过波导从非导电光缆离开屏蔽室，波导的截止频率低于测试频率范围。连接到测量仪器的接收器将光信号转换回电信号。
在图1中，测试装置(未示出)和射频增强光纤发射器被放置在反射室的可用空间中的泡沫台上，并且泡沫台的相对介电常数小于1.4 。

文章插图
图1:配备模式调谐器的反射室(右) 。发射和接收
数据采集系统。这个数据采集系统通常要求用定制软件来分析信号信息，并与允许容差进行比较，判断待测设备是否满足规定的要求。与许多传感器不同，电子控制单元(ECU)可以监视多个信号，并将测量值与可接受极限进行比较，所用的软件可能有很高的开发成本。与此相反，我们使用多台示波器组成的阵列来替代复杂的定制数据采集系统。因为示波器已经具备模板测试和参数极限测试功能，它们可以直接满足不是全部也是大部分的测试要求，因此不需要花费很长的软件开发时间。
图2显示反射室的开门处位于测试平台的右边。左边是光缆、接收机和用于执行实时分析的示波器阵列。

文章插图
图2：示波器阵列用于实时分析待测设备对辐射电场的响应。

我们使用示波器中的波形模板比较受干扰时的波形和没有干扰时的波形。模板的尺寸取决于测试计划中定义的接受标准。
图3、4和5显示了仿真ECU的输出。基于保密的理由，所采用的仿真数据非常近似于用典型ECU监视到的信号。通道1和通道2显示的是控制输出驱动致动器信号的仿真PWM信号。通道3捕获的是仿真的致动器信号，通道4显示的是CAN分离电压。
图3显示的是在模板测试功能关闭的情况下观察到的每个信号波形。示波器选用的是通道2上的边沿触发模式，所有4个波形都是被同步捕获的。

文章插图
图3：仿真ECU的输出信号包括通道1和通道2上的PWM信号、通道3上的致动器驱动输出信号和通道4上的

图4显示了模板测试功能。模板形状可以用来验证信号的高电平、低电平、频率、占空比和其它参数是否在测试计划描述的容差极限之内。模板厚度形成了定义好的标称值四周的规定容差带，用它就可以验证每个捕获的波形与定义好的标称值的偏差是否超过规定的百分比。在这个例子中，所有波形都满足全部的指定测试标准。注意，设置为边沿触发的示波器是使用预先定义的模板标准连续监视偏差的。示波器由通道2上产生的边沿触发，并且示波器被配置为当每种偏差发生时进行识别和记录。

文章插图
图4：仿真ECU的输出信号表明，通道1和通道2上的PWM信号、通道3上的致动器驱动输出信号和通道4上

在图5中，仿真ECU展示了在受到1kHz调幅电场干扰时超出容差的响应。PWM信号的幅度降低了，它们的占空比变大了。另外，调制频率在高状态期间叠加到了信号上。驱动器输出波形反映了来自干扰的间接效应，因为它只响应PWM输入信号。与其它三个信号不同，CAN分离信号不受电磁干扰的影响，持续产生符合的结果。因此这类模板测试允许实时快速地测试多个标准。

文章插图
图5：当受到电磁干扰时，仿真ECU的PWM信号和致动器驱动输出信号都超过了容差模板测试标准，示波器提
除了波形模板测试外，通过/失败极限也会应用于参数化数据，用于确保数值测量结果同样符合规定的极限值。注意图5中的屏幕图形，示波器指示发生了三处偏差，在屏幕上的测试标准下方分别用红色的“Fail”消息表示了出来。在模板故障或参数极限故障事件中，示波器还能自动执行一些动作，比如保存波形数据用于直接比较和归档，保存屏蔽图形用于归档和评估，生成一个脉冲并从示波器输出来用于辅助测试自动化，并在发生偏差时产生一个告警音用来提醒测试人员。
虽然示波器完全能够执行快速的参数化测量，满足电磁兼容抗干扰测试中的偏差检测要求，但它们经常被忽视，主要原因是人们缺少应有的意识，并缺少足够的示波器通道数量。使用示波器阵列是在抗干扰测试中判断ECU信号和致动器输出信号质量可能最有效和最具成本效益的方法，由于使用通过/失败模板和参数极限测试的大多数功能已经实现，所以与实现定制数据采集系统完成同样严格的电磁兼容偏差检测测试所需的高的软件开发时间成本相比，可以显著节省设计工程师在功能测试上花费的成本和时间。
【电磁兼容emc,emc辐射测试方法】来源：网络整理，如涉及版权问题，请及时联系删除