电磁兼容测试和控制技术

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1、电磁兼容测试和控制技术北京交通大学抗电磁干扰研究中心沙斐1.电磁兼容测试电磁兼容测试贯穿在产品的设计、开发生产、使用和维护的整个周期，对设备达到电磁兼容起到至关重要的作用。电磁兼容(EMC)测试按其目的可分为诊断测试和达标测试。诊断测试的目的是调查产生电磁兼容问题的原因，确定产生噪声和被干扰的具体部位，从而为采取抑制措施做准备。达标测试是根据有关电磁兼容标准规定的方法对设备进行测试，评估其是否达到标准提出的要求。产品在定型和进人市场之前必须进行达标测试。电磁兼容(EMC)测试按其内容可分为电磁骚扰（EMI）发射测试和设备的抗扰

2、度（EMS）测试。EMI测试是测量设备向外界发射的骚扰，EMS测试时给设备外加各种骚扰，测试设备的敏感度，即抗干扰能力。应该指出的是电磁兼容测试并不仅仅是根据标准的规定进行的简单操作。同样的测量仪器、场地和测试步骤，不同的人操作得出的结果可能大相径庭，这主要取决于操作人员的素质。电磁兼容测试人员应具备广泛的知识，因为电磁兼容问题涉及到电磁场、微波、传输线、天线、电波传播、电路、计算机等基础理论；同时还应对各种被检测的设备的工作原理要有大概的了解，对标准规定的方法要进行仔细的研究，知其然，还要知其所以然。在实际测试中，要善于发现

3、问题，并且能用所学原理解决问题，从而不断地积累经验。1.1电磁骚扰发射测试电磁骚扰发射（EMI）包括辐射发射（RE）和传导发射（CE）。辐射发射测试是测量受试设备（EUT）通过空间传播的骚扰辐射场强。传导发射测试是测量受试设备（EUT）通过电源线或信号线向外发射的骚扰电压和电流。1.1.1骚扰的辐射发射测试（9KHz～18GHz）在30MHz～18GHz频率段，测量骚扰的电场强度。1GHz以下使用开阔场地或半电波暗室，模拟半自由空间；1GHz以上使用全电波暗室，模拟自由空间。如采用替代法测量，则测试场地可用开阔场地、半电波暗室

4、或全电波暗室，测量结果用发射功率表示。在9KHz～30MHz频率段，测量骚扰的磁场强度。如果EUT较小，则将其放在大磁环天线（LLA）中，测量骚扰磁场的感应电流。如果EUT较大，则采用远天线法，用单小环在规定距离测量骚扰的磁场强度。1.1.1.130MHz～1000MHz频率段的辐射发射测试为了对辐射骚扰有一个统一的度量，标准不但对测量布置、测量方法作了规定，而且对骚扰测量仪、天线和测量场地都作了严格的规定，现分别加以讨论。(1)测量布置和测量方法标准要求测试在开阔场地或半电波暗室内进行，场地必须符合NSA（归一化场地衰减）的

5、要求。测试布置如图1所示。测试天线和受试设备（EUT）之间的距离应符合远场条件，标准规定为3、10m或30m。远场的场结构比较简单，电场方向、磁场方向和电波传播方向三者互相垂直，波阻抗即电场强度与磁场强度之比为377Ω，场强随距离一次方衰减。近场的场结构比较复杂，在电波传播方向存在电场或磁场的分量，三者不一定互相垂直，波阻抗不为常数而是随距离变化，场强随距离平方或三次方衰减。图130MHz～1000MHz辐射发射测试的布置比较近场和远场的特性可知，在远场条件下测量场强一致性和重复性较好，测量误差较小。在远场条件下测试距离d应满

6、足下列情况：a)d≥λ/2π,如EUT被看作是偶极子天线，则误差为3dB。b)d≥λ，可看作是平面波，如EUT被看作是偶极子天线，则误差为0.5dB。c)d≥2D2/λ，D为EUT的最大尺寸，该条件仅适用于D>>λ的情况。在30MHz～1000MHz频率段，λ为10m～0.3m,d=3m、10m、30m时都符合上述远场条件。国内暗室绝大部分只能进行3m法测试,而标准上给出的限值很多都是针对10m法测试的,所以应该将它们转换为3m法的限值,转换公式为：L2＝L1(d1/d2)或L2(dB)＝L1(dB)+20lg(d1/d2)式

7、中L1和L2分别为测试距离为d1和d2时的辐射限值,例如GB9245中仅规定了信息技术设备在10m测量距离处的辐射骚扰限值，由此可转换为3m处限值，如表1所示。表1B级ITE在10m和3m处的辐射限值频率范围（MHz）准峰值限值dB(µV/m)10m3m30～2303040230～10003747一般不同频率段的限值是不一样的，过渡频率点应该采取较低的限值，表1中230MHz的限值应取较低值：30dB(µV/m)（10m法），40dB(µV/m)(3m法)。在确定测试距离时常遇到起始点和终止点的问题，起始点是被测设备（EUT）

8、的边框，这在标准上有明确的规定。终止点应该在天线的什么部位？当天线是对称振子天线或双锥天线时，终止点在天线的中间部位。当天线是喇叭天线时,终止点应为喇叭口。但当天线是对数周期天线和混合宽带天线时，终止点就不好确定，标准中也没有明确规定。对数周期天线，根据其工作原理，在频率较高