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电磁兼容性(EMC)测试方法与整改指南

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电磁兼容性(EMC)是指电子设备在电磁环境中不影响其它电子设备运行的能力。

按照标准分类原则, EMC可分为两大类:

EMC认证分类

电磁兼容性排放
EMC排放进一步细分为两类:
1.辐射排放
2.进行排放

电磁场主要由以下几个方面构成:

  1. 电场强度 - 通常以伏特每米(V/m)为单位测量
  2. 磁感应强度 - 通常以安培每米(A/m)为单位测量

电磁场由两组不同的场组成,在本质上它们并非完全独立的现象。电场与磁场互相垂直运动

电磁兼容性排放

辐射发射(E-Field):
来自电子或电气设备内部产生的频率电磁干扰(EMI)或干扰行为被称为辐射发射现象。对于某些严格的合规要求,请参考文章 EMC辐射发射常见问题及应对策略获取详细指导。辐射发射通常直接从设备机箱出口或者通过互连电缆(如信号端口、有线端口等)经空气传播至外部环境。

我们可以用HDMI端口及其从相应电缆中产生的电磁干扰(EMI)作为案例研究材料,并在该文献中找到完整的相关内容;符合电磁兼容性辐射发射测试标准( EMC)。在执行 EMC 测试期间,请采用频谱分析仪及/或相应的电磁干扰接收器配合适当测量天线进行电磁辐射强度监测

辐射发射

EMC辐射发射测试方法
电磁辐射的磁场分量借助频谱分析仪、电磁干扰接收器以及配备合适测量天线的装置进行检测。常见的磁场探测装置包括环状阵列天线,并结合符合CISPR 15标准的专用设计如Van Veen Loop。Van Veen类型的环状阵列由三个独立的环状子阵列组成,在这些子阵列协同作用于X、Y、Z三个正交轴向上的综合磁场传播中实现有效的多方向信号覆盖。

辐射发射(H场)

传播现象:连续与间歇型
传播现象是由电磁能量干扰或内部设备产生的特定频率引发的。这些信号通过相互连接的电缆传递出去,并主要集中在数据线或电源线等有线端口上。它们既可以表现为持续性地以固定频率发送信号(即在特定频率下持续发射),也可以表现为间歇性地以非固定频率发送信号(即偶尔而非常数时间间隔地发送)。

During the EMC testing period, the impedance stabilization network (ISN) is installed within the test room and used to measure electromagnetic interference (EMI) through the EMI receiver.

传导发射(连续和不连续)

抗干扰性能
其测试方法可分为持续状态与短暂状态两类。用于评估设备在复杂电磁环境中运行的安全性。持续测试主要用于模拟实际应用中的RF接近情况;而这些短暂事件通常伴随着能量集中释放。

电磁兼容性抗扰度

EMC抗扰度测试要求通常按照电磁干扰如何引入或影响设备来划分不同类别:其中一类是具有抗干扰能力的机箱端口另一类是具备防护特性的信号端口以及通信端口第三类是输入直流电源端口具备良好的抗干扰性能第四类是输入交流电源端口同样也具备良好的抗干扰性能此外测试级别的设定以及所采用的具体 interference signal types 由被测设备的类型及其适用的标准决定

持续免疫测试
辐射抗扰度:RF信号源、扩增装置以及接收装置协同作用产生不同频率的电磁场;被测设备(EUT)的外壳端口及其相关电缆被辐射天线置于外部电磁场中进行测试;辐射测试信号达到特定幅度并在指定时间段内经过调制处理以模拟真实环境中的干扰情况;大多数需要抗扰度测试的标准通常要求对被测设备进行辐射抗干扰能力测定。

持续免疫测试

抗干扰传输特性:
在进行抗干扰传输特性测试时,RF信号发生器与放大器会产生电磁场。
该电磁场会被注入装置(通常使用CDN或"耦合/去耦网络")所接收。
这种测试本身是连续性的,在许多标准中被称作"射频持续传输"。
通常情况下,
此类型的测试适用于长度超过3米的交流与直流端口及信号电缆。

传导抗扰度

工频磁场抗扰度:
由电磁线圈形成的波动磁场在主电源频率(50/60Hz)下振荡。将测试单元置于该波动场中,并使其暴露足够的时长以评估其性能。该测试通常仅用于评估磁敏感设备的性能。

工频磁场抗扰度

瞬态免疫测试:
瞬态现象是一种短暂的能量释放过程,在测试过程中被试产品将迅速展现出这些特性。如同连续抗扰性一样, 瞬态抗扰度也适用于产品机箱端口, 信号/数据端口以及电源端口(如果适用)。

静电放电(ESD):
通过直接施加于设备外壳的方式向器件施加ESD脉冲,并经由垂直或水平耦合平面间接施加至靠近被测产品的位置。测试方向与相关标准一致以确保准确测量。有关静电放电的影响及其潜在的ESD兼容性问题,请参考文章:常见的EMC静电放电解决方案。

电脉冲快速变化(EFT)/突发事件:
它表现为一系列极高的脉冲信号,在极短时间内完成爆发性变化。这类现象往往与电路中的高速开关动作有关。特别适用于评估长度超过3米的交流与直流端口及信号电缆。

浪涌:
浪涌源于高功率开关操作、磁耦合和电感耦合等现象以及闪电活动所引发的一种瞬态事件。为了全面评估系统稳定性,在主电源的关键相位点上施加EUT电源端口上的浪涌测试。通常情况下(或一般情况下),浪涌测试主要应用于交流电源端口;然而,在某些特殊设计中(或特定场景下),该测试方法也可用于直流电源端口。需要注意的是,在EMC(电磁兼容)标准中提到的某些要求(如信号电缆长度超过30米或电缆位于建筑物外部)也需要通过该测试手段加以验证。有关详细信息,请参阅我们的文章《EMC抗扰动典型问题及解决方案》

波动性高、短时中断(VDI)与波动幅度:
该测试旨在模拟电力系统中的故障情况。这些故障可能源于断电事件或负载突发性的大幅波动。波动幅度通常由与电力系统直接相连且产生连续性波动的负载所引起。其中波动性高、短时中断以及波动幅度共同构成了二维现象。其特征表现为具有两个维度的表现形式——第一个维度是残留电压——即在波峰过后电源所剩余的最低点;第二个维度则是持续时间——从波峰降到该残留点所需的时间。

脉冲磁场:
与常规的工频抗干扰测试类似,在测试过程中被测设备会被放置在一个固定的测量区域。不同于持续波动的工频场强变化,EUT不会让待测设备暴露于具有50/60Hz振荡的连续变化的磁场环境中。实验中产生的磁脉冲具有较高的幅度,但其上升时间极为短暂,随后通过性能评估确保设备运行正常

脉冲磁场

文章经环测威检测技术 汇编发布,请转载时注明出处!
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