- 電磁兼容測(cè)試所需設(shè)備和測(cè)試場(chǎng)地
- 電磁兼容測(cè)試方法介紹
- 國(guó)內(nèi)開關(guān)電源電磁兼容現(xiàn)況
根據(jù)GB4824—1996標(biāo)準(zhǔn)對(duì)干擾源的分類，將設(shè)備劃分為兩組：一組設(shè)備是指為發(fā)揮其自身功能需要而包含專門產(chǎn)生或使用傳導(dǎo)耦合射頻能量的所有工、科、醫(yī)設(shè)備；另一組設(shè)備是指為滿足材料處理、電火花腐蝕等功能需要而包含專門產(chǎn)生或使用電磁輻射能量的所有工、科、醫(yī)設(shè)備。從上述定義看，開關(guān)電源當(dāng)屬于第一組設(shè)備。
另外，GB4824—1996根據(jù)設(shè)備所使用供電網(wǎng)絡(luò)的不同，將設(shè)備又劃分成A、B兩類。A類設(shè)備是非家用、不直接連到住宅低壓電網(wǎng)的所有設(shè)施的工、科、醫(yī)設(shè)備；B類設(shè)備是在家用設(shè)施內(nèi)和直接連到住宅低壓電網(wǎng)的設(shè)施的工、科、醫(yī)設(shè)備。從上述分類看，開關(guān)電源均有可能分屬于這兩大類設(shè)備。
EMC設(shè)計(jì)與EMC測(cè)試是相輔相成的。EMC設(shè)計(jì)的好壞是要通過(guò)EMC測(cè)試來(lái)衡量的，只有在產(chǎn)品的EMC設(shè)計(jì)和研制的全過(guò)程中，進(jìn)行EMC的相容性預(yù)測(cè)和評(píng)估，才能及早發(fā)現(xiàn)可能存在的電磁干擾(EMI)，并采取必要的抑制和防護(hù)措施，從而確保系統(tǒng)的電磁兼容性。否則，當(dāng)產(chǎn)品定型或系統(tǒng)建成后再發(fā)現(xiàn)不兼容的問題，則需在人力、物力上花很大的代價(jià)去修改設(shè)計(jì)或采用補(bǔ)救的措施。
EMC測(cè)試包括測(cè)試方法、測(cè)量?jī)x器和試驗(yàn)場(chǎng)所。測(cè)試方法以各類標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，測(cè)量?jī)x器以頻域?yàn)榛A(chǔ)，試驗(yàn)場(chǎng)地是進(jìn)行EMC測(cè)試的先決條件，也是衡量EMC工作水平的重要因素。EMC檢測(cè)受場(chǎng)地的影響很大,尤其以電磁輻射發(fā)射、輻射接收與輻射敏感度的測(cè)試對(duì)場(chǎng)地的要求最為嚴(yán)格。目前，國(guó)內(nèi)外常用的試驗(yàn)場(chǎng)地有開闊場(chǎng)、半電波暗室、屏蔽室和橫電磁波小室等。
本文將討論與開關(guān)電源電磁兼容測(cè)試有關(guān)的測(cè)量?jī)x器設(shè)備和測(cè)試場(chǎng)地、測(cè)試方法和展望我國(guó)電磁兼容試驗(yàn)技術(shù)等問題。
測(cè)量?jī)x器設(shè)備和測(cè)試場(chǎng)地
(1)測(cè)量?jī)x器
采用帶有準(zhǔn)峰值和平均值檢波器的干擾接收機(jī)，其性能應(yīng)符合CISPRl6—1或?qū)?yīng)國(guó)標(biāo)GB／T6113.1(《無(wú)線電干擾和抗擾度測(cè)量設(shè)備規(guī)范》)的要求。在標(biāo)準(zhǔn)涉及的頻率范圍內(nèi)，一般要用兩臺(tái)不同頻段的干擾接收機(jī)，分別是10kHz～30MHz、30～1000MHz。
(2)線性阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)
線性阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)（LISN：lineimpedancestabilizationnetwork）又稱為人工電源網(wǎng)絡(luò)。在做電源端傳導(dǎo)干擾電壓/電流測(cè)試時(shí)，應(yīng)采用阻抗為50Ω／50μH的LISN(V型網(wǎng)絡(luò))，其特性應(yīng)符合CISPRl6—1和GB／T6113.1的要求。聯(lián)接LISN有兩個(gè)作用：其一，對(duì)EUT的電源輸入端口，在高頻諧波時(shí)提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)線性阻抗，這樣當(dāng)聯(lián)接到同一電源的其它設(shè)備發(fā)生變化時(shí)，不會(huì)影響EUT輸入的電源阻抗；其二、LISN可以濾去來(lái)自電網(wǎng)電源的EMI，給開關(guān)電源提供一個(gè)“干凈”的電網(wǎng)交流電源，不會(huì)影響對(duì)EUT本身傳導(dǎo)干擾的測(cè)量結(jié)果。
(3)天線
在10kHz～30MHz頻段內(nèi)采用具有屏蔽的環(huán)型天線。在30～1000MHz頻段內(nèi)采用平衡偶極子天線。
(4)測(cè)試場(chǎng)地
作為EMC測(cè)試的實(shí)驗(yàn)室大體有兩種類型：一種是經(jīng)過(guò)EMC權(quán)威機(jī)構(gòu)審定和質(zhì)量體系認(rèn)證，而且具有法定測(cè)試資格的綜合性設(shè)計(jì)與測(cè)試實(shí)驗(yàn)室或檢測(cè)中心。它包括進(jìn)行傳導(dǎo)干擾、傳導(dǎo)敏感度及靜電放電敏感度測(cè)試的屏蔽室，進(jìn)行輻射敏感度測(cè)試的消聲屏蔽室，用來(lái)進(jìn)行輻射發(fā)射測(cè)試的開闊場(chǎng)地和配備齊全的測(cè)試與控制儀器設(shè)備。另一種類型就是根據(jù)本單位的實(shí)際需要和經(jīng)費(fèi)情況而建立的具有一定測(cè)試功能的EMC實(shí)驗(yàn)室。比起檢測(cè)中心，這類測(cè)試實(shí)驗(yàn)室規(guī)模小、造價(jià)低，主要適用于預(yù)相容測(cè)試和EMC評(píng)估，也就是為了使產(chǎn)品在最后進(jìn)行EMC認(rèn)證之前，具有自測(cè)試和評(píng)估的手段。
對(duì)待測(cè)設(shè)備（EUT:equipment undertest）測(cè)試場(chǎng)地布置的一般要求是：EUT的干擾電平是指試品在各種典型使用情況下，所取不同配置和試驗(yàn)布置時(shí)干擾值的最大值。在試驗(yàn)報(bào)告中應(yīng)詳細(xì)說(shuō)明試驗(yàn)時(shí)試品的配置和試驗(yàn)布置。當(dāng)EUT是由幾個(gè)互連設(shè)備組成時(shí)，互連電纜的型號(hào)和長(zhǎng)度應(yīng)與試品技術(shù)要求中規(guī)定的相一致。如果電纜長(zhǎng)度是可以改變的，則取在輻射試驗(yàn)中能產(chǎn)生最大輻射的長(zhǎng)度。
10kHz～1000MHz頻段的輻射測(cè)試場(chǎng)地應(yīng)該是一個(gè)空曠、平坦的場(chǎng)地，在其邊界范圍內(nèi)無(wú)架空線，附近無(wú)反射結(jié)構(gòu)物(如鋼筋水泥建筑和高大樹木等)，而且具有足夠大的尺寸，使天線、試品和反射結(jié)構(gòu)物之間能充分分開。滿足標(biāo)準(zhǔn)的輻射測(cè)試場(chǎng)地應(yīng)該是一個(gè)由長(zhǎng)軸等于兩倍焦距(F)、短軸等于倍焦距的橢圓所包圍的場(chǎng)地，如圖1所示。試驗(yàn)時(shí)，EUT和測(cè)量天線將分別處在兩個(gè)焦點(diǎn)上。
為了獲得穩(wěn)定的電波傳輸特性，必須有一個(gè)固定的、相當(dāng)大的反射地面(或稱接地平板)。反射面用金屬材料制成，如鋼板(包括鍍鋅鋼板)和金屬絲網(wǎng)等。板與板之間要用電焊連接，無(wú)大的漏縫或孔洞。金屬網(wǎng)孔徑的最大尺寸必須小于波長(zhǎng)的1／10(對(duì)1000MHz，孔徑應(yīng)小于3cm)。另外，場(chǎng)地表面必須平整，同時(shí)要考慮排水設(shè)施。
傳導(dǎo)干擾電壓/電流的測(cè)試可以在輻射試驗(yàn)場(chǎng)地內(nèi)進(jìn)行，也可以在屏蔽室內(nèi)進(jìn)行。
圖1 滿足標(biāo)準(zhǔn)的輻射測(cè)試場(chǎng)地
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直接測(cè)試方法
所謂直接測(cè)試方法指的是在按某個(gè)EMC標(biāo)準(zhǔn)要求的實(shí)驗(yàn)室測(cè)量配置和測(cè)試條件進(jìn)行EMC測(cè)試，追求的是測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性及與國(guó)內(nèi)外測(cè)試機(jī)構(gòu)之間的可比性。但費(fèi)用較高。下面分別討論環(huán)境電平的測(cè)試、30MHz～l000MHz的輻射測(cè)試和電源端傳導(dǎo)干擾電壓/電流的測(cè)量。
(1)環(huán)境電平的測(cè)試
EUT接入測(cè)量線路，但在未通電運(yùn)行時(shí)，要用測(cè)量環(huán)境噪聲電平的方法來(lái)決定試驗(yàn)環(huán)境的 適用性，環(huán)境電平應(yīng)至少比規(guī)定的限值低6dB。如果環(huán)境電平和EUT的輻射疊加后，仍不超過(guò)規(guī)定限值_，EUT即被認(rèn)為已滿足規(guī)定限值。
在測(cè)量電源端傳導(dǎo)騷擾電壓時(shí)，可在LISN和供電電網(wǎng)之間接入一個(gè)適當(dāng)?shù)纳漕l濾波器，以降低環(huán)境電平。但接入射頻濾波器后，在測(cè)量頻率上，LISN的阻抗仍應(yīng)滿足規(guī)定要求。
在測(cè)量輻射騷擾時(shí)，如果環(huán)境電平無(wú)法滿足要求，則可將測(cè)量天線向試品移近后再進(jìn)行測(cè)量，但限值不變。這實(shí)際上是對(duì)EUT的要求更加嚴(yán)格了。
(2)30MHz～l000MHz的輻射測(cè)試
當(dāng)EUT放在試驗(yàn)轉(zhuǎn)臺(tái)上時(shí)，應(yīng)使設(shè)備的輻射中心盡可能地接近轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)中心。EUT和測(cè)量天線的距離是指轉(zhuǎn)動(dòng)軸線和測(cè)量天線之間的水平距離。
關(guān)于試驗(yàn)的轉(zhuǎn)臺(tái)，如果是高出接地平板的轉(zhuǎn)臺(tái)，一一般不應(yīng)高出該平面0．5m；如果是與接地平板處在同一平面的轉(zhuǎn)臺(tái)，則轉(zhuǎn)臺(tái)平面一定是金屬平面，且和接地平板有良好的電氣連接。不管哪一種轉(zhuǎn)臺(tái)，非落地式試品放在轉(zhuǎn)臺(tái)上，離接地平板的高度應(yīng)為0．8m。當(dāng)EUT不放在轉(zhuǎn)臺(tái)上時(shí)，EUT和測(cè)量天線之間的距離是指EUT邊界和測(cè)量天線之間的最近水平距離。
圖2 輻射干擾測(cè)量的典型布置
對(duì)于EUT放在轉(zhuǎn)臺(tái)上的情況，測(cè)量天線處在水平和垂直兩種極化狀態(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)臺(tái)都應(yīng)在所有角度上旋轉(zhuǎn)，應(yīng)在每個(gè)測(cè)量頻率上記錄其輻射騷擾的最高電平。
測(cè)量中對(duì)天線的要求是：在30～80MHz頻段內(nèi)，天線長(zhǎng)度應(yīng)等于80MHz的諧振長(zhǎng)度；在80～1000MHz頻繁段內(nèi)，天線長(zhǎng)度應(yīng)等于測(cè)量頻率的諧振長(zhǎng)度。另外，應(yīng)該用一個(gè)適當(dāng)?shù)淖儞Q器裝置使天線與饋線相匹配。還要配置一個(gè)平衡／不平衡變換器，實(shí)現(xiàn)與測(cè)量接收機(jī)的連接。
天線應(yīng)能任意取向，分別測(cè)量其垂直極化和水平極化波分量。天線中心高度應(yīng)能在l～4m內(nèi)調(diào)節(jié)。天線離地的最近點(diǎn)不應(yīng)小于0．2m，以測(cè)出其最大值。
如果使用其他形式天線的測(cè)量結(jié)果與平衡偶極子天線的測(cè)量結(jié)果的差值在±2dB以內(nèi)，則可用其他形式天線。實(shí)用中常用的寬帶天線是雙錐天線(30～300MHz)和對(duì)數(shù)周期天線則可用其他形式天線。實(shí)用中常用的寬帶天線是雙錐天線(30～300MHz)和對(duì)數(shù)周期天線(30～1000MHz)。圖2是輻射干擾測(cè)量的典型布置。
(3)電源端傳導(dǎo)干擾電壓/電流的測(cè)量
測(cè)量傳導(dǎo)干擾時(shí)，德國(guó)的VDE(verbenadetacherelectrotechniquer)和CISPR標(biāo)準(zhǔn)采用有別于美國(guó)的聯(lián)邦政府通信委員會(huì)FCC(federalcommunicationscommission)標(biāo)準(zhǔn)的LISN電路，其輸入阻抗為150，而FCC標(biāo)準(zhǔn)采用的LISN電路，其輸入阻抗為50。傳導(dǎo)干擾測(cè)試下限頻率，VDE和CISPR標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為10kHz，而FCC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為450kHz；這三種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定上限頻率都是30MHz。
在輻射試驗(yàn)場(chǎng)上測(cè)量時(shí)，EUT應(yīng)處于和輻射測(cè)量相同的狀態(tài)下，且EUT應(yīng)處在比其邊界至少擴(kuò)展O.5m或最小尺寸為2m×2m的金屬接地平板上。
在屏蔽室內(nèi)測(cè)量時(shí),可用地面屏蔽層或任意一壁的屏蔽層作為接地平板。試驗(yàn)時(shí)，非落地EUT應(yīng)放在離地平板0.4m高的絕緣支架或臺(tái)子上。落地EUT則放在接地平板上，其接觸處應(yīng)相互絕緣或與正常使用時(shí)一致。所有EUT離其他金屬物體的距離應(yīng)大于0.8m。
LISN的外表面和EUT邊界之間的最近距離應(yīng)小于0．8m。網(wǎng)絡(luò)的參考接地端應(yīng)該用盡量粗短的導(dǎo)線接到接地平板上。電源電纜和信號(hào)電纜和信號(hào)電纜走線與接地平板之間的相關(guān)情況應(yīng)與實(shí)際使用情況等效，并應(yīng)十分小心地布置電纜，以免造成假響應(yīng)效應(yīng)。圖3為在屏蔽室內(nèi)測(cè)量時(shí),傳導(dǎo)干擾測(cè)量的典型布置。
當(dāng)EUT有特別的接地端子時(shí)，應(yīng)該用盡量短的導(dǎo)線接線地。不裝有特別接地端子的EUT，應(yīng)在其正常連接方式下進(jìn)行試驗(yàn)，即從供電電網(wǎng)上取得接地。由制造廠提供軟性電源線的設(shè)備，其電源線的長(zhǎng)度應(yīng)為1m。如果實(shí)際長(zhǎng)度超過(guò)1m，則超過(guò)部分應(yīng)來(lái)回折疊成O．3～O．4m的線束。
圖3 在屏蔽室內(nèi)測(cè)量時(shí),傳導(dǎo)干擾測(cè)量的典型布置
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如果EUT由幾個(gè)單元組成，而且每個(gè)單元都具有電源線，在與LISN連接時(shí)，取決于下列規(guī)定：
①接在標(biāo)準(zhǔn)電源插頭的每根電源電纜都應(yīng)分別測(cè)量；
②制造廠未規(guī)定須從系統(tǒng)中另一單元取得供電電源的電源線或端子都應(yīng)分別測(cè)量；
③由制造廠規(guī)定須從系統(tǒng)中某一單元取得電源的電源線或端子應(yīng)接至該單元，而將該單元的電纜或端子接至LISN進(jìn)行測(cè)量；
④當(dāng)EUT為了安全目的需要接地時(shí)，接地線應(yīng)接在LISN的參考接地點(diǎn)上。除了由制造廠提供接地線或?qū)拥亓碛幸?guī)定外，在無(wú)其他特殊要求時(shí)，接地線長(zhǎng)度應(yīng)為lm，并與EUT電源線平行敷設(shè)，其間距不大于O．1m。
替代的測(cè)試方法
由于上述實(shí)驗(yàn)室測(cè)量配置價(jià)格不菲，如果還要涉及到測(cè)試場(chǎng)地，則更不是一般生產(chǎn)企業(yè)所能接受得了的。而替代測(cè)試方案，在確保有一定可比性的前提下，可盡量降低配置成本，為盡可能多的企業(yè)所接受。
(1)測(cè)量?jī)x器
考慮到開關(guān)電源的特點(diǎn)，其內(nèi)部均由電子線路構(gòu)成，電源穩(wěn)態(tài)工作時(shí)不產(chǎn)生火花、電弧和氣體放電，也不產(chǎn)生家電產(chǎn)品特有的“喀嚦”聲干擾，只產(chǎn)生周期性的電壓、電流及其諧波，因此推薦采用頻譜分析儀。在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測(cè)試頻率范圍內(nèi)，只要選用一臺(tái)10kHz～1000MHz以上的頻譜分析儀即可。
(2)LISN接入方法同前
(3)天線
采用吉赫芝橫電磁波室(GTEM小室)，其上、下底板與內(nèi)部隔板所起的功能類似于接收天線，所以在終測(cè)配置中用到的接收天線予以取消。
(4)測(cè)試場(chǎng)地
由于開關(guān)電源的外形尺寸并不大，可望容納在最近發(fā)展起來(lái)的吉赫芝橫電磁波室(GTEM小室)中，而小室的工作頻率范圍也足以滿足一般測(cè)試的需求。
盡管這種測(cè)試場(chǎng)地在CISPRll和GB4824標(biāo)準(zhǔn)中尚未表示認(rèn)可，但在測(cè)試汽車用電子／電氣零部件無(wú)線電干擾特性的CISPR25標(biāo)準(zhǔn)中，已經(jīng)把TEM小室法作為測(cè)試零部件／模塊輻射發(fā)射特性的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法。GTEM小室則是TEM小室的發(fā)展，有較大的試驗(yàn)空間，且與使用的頻率范圍沒有矛盾，因而得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。
(5)測(cè)試方法
對(duì)于10kHz～1000MHz的放射測(cè)試，采用GTEM小室和頻譜儀的測(cè)試。為保證試驗(yàn)結(jié)果的重復(fù)性和可比性，EUT每次試驗(yàn)所放置的位置應(yīng)予固定。
關(guān)于極化的測(cè)試問題：由于小室內(nèi)部隔板與上、下底板之間的位置是固定的，因此只能通過(guò)EUT的轉(zhuǎn)動(dòng)，讓EUT的幾個(gè)面依次朝對(duì)隔板來(lái)實(shí)現(xiàn)。
(6) 其他替代測(cè)試方法
國(guó)際曾有人建議對(duì)小型電子設(shè)備采用類似于CLSPRl4一l(對(duì)應(yīng)的我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)是GB4343—l《家用和類似用途電動(dòng)、電熱器具、電動(dòng)工具以及類似電路的無(wú)線電干擾特性的測(cè)量方法和允許值》)中所提供的吸收鉗(或稱為功率探針、鐵氧體鉗)方法來(lái)測(cè)試EUT對(duì)外的輻射功率。利用吸收鉗可以測(cè)量5MHz—300MHz的傳導(dǎo)干擾功率。采用此法的前提是EUT尺寸較小，其輻射到空間的能量主要是通過(guò)EUT的電源線等逸出的。因此，對(duì)這部分能量的測(cè)量可以用一個(gè)環(huán)繞電源線的吸收裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。這個(gè)吸收裝置便被稱為吸收鉗。這個(gè)方法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)便易行，對(duì)環(huán)境要求不高，在屏蔽室里便可進(jìn)行，而且測(cè)試結(jié)果有很好的重復(fù)性和可比性。電壓、電流傳導(dǎo)干擾可分別由電壓探針和電流探針測(cè)出。圖4、圖5分別為電壓探針和電流探針原理圖。圖6為電流探針測(cè)量電流傳導(dǎo)干擾原理圖。功率探針原理見圖7。
此法已在CISPRG分會(huì)上作為對(duì)CISPR22(對(duì)應(yīng)的我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)是GB9254《信息技術(shù)設(shè)備的無(wú)線電騷擾限值和測(cè)量方法》)的修訂方案通過(guò)了該分會(huì)技術(shù)委員會(huì)的草案(CD)，現(xiàn)已進(jìn)入到秘書處起草成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)草案(FDIS)的階段。
由于上述原因，此法在技術(shù)上有一定可行性，且方法簡(jiǎn)單、重復(fù)可比，配置價(jià)格較低。只是吸收鉗法與輻射干擾的直接測(cè)量法之間還存在一個(gè)數(shù)據(jù)比對(duì)問題，但就方法而言，仍不失為一般企業(yè)可采取的一個(gè)很好的試驗(yàn)方法。
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國(guó)內(nèi)開關(guān)電源電磁兼容現(xiàn)況
自1983年我國(guó)YD/T983標(biāo)準(zhǔn)開始起草以來(lái)，國(guó)內(nèi)開關(guān)電源制造商紛紛開始進(jìn)行電磁兼容的研究。由于電磁兼容測(cè)試議器、試驗(yàn)場(chǎng)地建設(shè)費(fèi)用很高，且需要有經(jīng)驗(yàn)的研發(fā)人員，很多制造商不能有自己的實(shí)驗(yàn)室，對(duì)開關(guān)電源電磁兼容的研發(fā)造成了困難。目前我國(guó)的開關(guān)電源產(chǎn)品，在YD/T983標(biāo)準(zhǔn)下，除雷擊、浪涌、ESD和EFT指標(biāo)外，其他抗擾度指標(biāo)容易達(dá)到。但是，電磁干擾指標(biāo)(例如傳導(dǎo)干擾和幅射干擾)大部分開關(guān)電源產(chǎn)品達(dá)不到指標(biāo)要求。因此是目前研究開關(guān)電源電磁兼容性的熱點(diǎn)內(nèi)容。
我國(guó)運(yùn)用電磁兼容試驗(yàn)技術(shù)始于20世紀(jì)60年代前后，當(dāng)時(shí)試驗(yàn)條件簡(jiǎn)陋，測(cè)量設(shè)備多半是國(guó)內(nèi)自行研制的簡(jiǎn)易測(cè)量設(shè)備，測(cè)量手段也比較落后。1966年船舶工業(yè)先行一步，制定了自己的行業(yè)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)JB-854—66《船用電氣設(shè)備工業(yè)無(wú)線電干擾端子電壓測(cè)量方法及允許值》。進(jìn)入20世紀(jì)80年代，國(guó)外先進(jìn)的電子測(cè)量設(shè)備大量涌進(jìn)市場(chǎng)。國(guó)內(nèi)一些重要的科研單位、大型生產(chǎn)廠家及某些高校先后興建電磁兼容試驗(yàn)室，引進(jìn)了成套的測(cè)量設(shè)備。
因電磁兼容領(lǐng)域與其他專業(yè)相比要更多地依賴于測(cè)量，而且電磁兼容測(cè)量對(duì)試驗(yàn)條件的要求又很嚴(yán)格。因此，隨著國(guó)際電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用與轉(zhuǎn)化，我國(guó)高標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)室陸續(xù)建成，專業(yè)技術(shù)隊(duì)伍不斷擴(kuò)充壯大，這為電磁兼容試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)了機(jī)遇和條件保證。
目前的電磁兼容試驗(yàn)室大都以軍標(biāo)或民標(biāo)為主，彼此適當(dāng)兼顧，安裝的測(cè)試設(shè)備與試驗(yàn)室規(guī)模與等級(jí)相配套。這種試驗(yàn)室可完成規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范測(cè)試，測(cè)試結(jié)果可指明受試件是否滿足規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)要求。如果超標(biāo)，則可給出超標(biāo)的頻點(diǎn)及超標(biāo)量值；對(duì)于抗干擾性能檢測(cè)，則給出受試件的實(shí)際抗擾度電平，亦即敏感度閾值。這種測(cè)試是產(chǎn)品驗(yàn)收的最終檢測(cè)手段，無(wú)論是新產(chǎn)品定型、產(chǎn)品上市流通，還是軍品總裝前的產(chǎn)品交付驗(yàn)收都是必不可少的。這類試驗(yàn)室大多能夠根據(jù)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)作全自動(dòng)化檢測(cè)，消除系統(tǒng)測(cè)試誤差，從而得到精確的測(cè)試結(jié)果。
由于電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)已被賦予法律效力，則電磁兼容測(cè)試結(jié)果的公正性與正確性就顯得十分重要，它關(guān)系到一項(xiàng)設(shè)計(jì)能否被認(rèn)可，一個(gè)產(chǎn)品能否成為合格產(chǎn)品，關(guān)系到企業(yè)的命運(yùn)。如何保證同一產(chǎn)品在不同試驗(yàn)室中測(cè)試結(jié)果的一致性呢?誰(shuí)來(lái)保證試驗(yàn)室測(cè)試的公正性呢?這些工作正在納人規(guī)范化管理之中。
1999年曾由國(guó)防部主辦過(guò)一次試驗(yàn)室比對(duì)工作，最近又在籌備新一輪的比對(duì)工作，參加比對(duì)的試驗(yàn)室在有關(guān)部門組織下參照《ISO／IEC系列導(dǎo)則43—1984(E)實(shí)驗(yàn)室能力測(cè)試的設(shè)謄及實(shí)施》，對(duì)同一被測(cè)試設(shè)備進(jìn)行約定測(cè)試項(xiàng)目的測(cè)試。測(cè)試方法及測(cè)試要求均在比對(duì)文件中給出。最后由組織單位按規(guī)定對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。這對(duì)電磁兼容測(cè)量中量值的統(tǒng)一將起到重要作用。
為了保證電磁兼容測(cè)試結(jié)果的公正性，首先要有一個(gè)在電磁兼容領(lǐng)域中具有權(quán)威組織作為認(rèn)證機(jī)構(gòu)。在確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求得到滿足后，認(rèn)證機(jī)構(gòu)有權(quán)頒發(fā)合格證書。證機(jī)構(gòu)按照標(biāo)準(zhǔn)EN450001／1900．5《測(cè)試試驗(yàn)室操作的通用標(biāo)準(zhǔn)》授權(quán)和控制試驗(yàn)室，使其具有合法身份，檢查它的公正性、獨(dú)立性、誠(chéng)實(shí)性、技術(shù)能量及質(zhì)量管理體系。
目前我國(guó)對(duì)電磁兼容試驗(yàn)室的認(rèn)證工作已經(jīng)開始，也出臺(tái)了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。各試驗(yàn)室已按標(biāo)準(zhǔn)要求加強(qiáng)試驗(yàn)室管理。一些直接引進(jìn)的試驗(yàn)室已拿到承制方申請(qǐng)的歐共體“CE"標(biāo)記的認(rèn)可證書。
EMI診斷，即EMC預(yù)測(cè)試。EMC預(yù)測(cè)試的特點(diǎn)是在產(chǎn)品開發(fā)初期能夠及早地發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的問題，它不需要苛刻的試驗(yàn)條件，也回避了購(gòu)置昂貴測(cè)試設(shè)備的困難，因此它有強(qiáng)大的生命力。它在整個(gè)產(chǎn)品的研制生產(chǎn)中仍是重要的測(cè)試手段，可及時(shí)檢驗(yàn)產(chǎn)品的EMC設(shè)計(jì)是否合理，所采取的EMI抑制措施是否奏效，使設(shè)計(jì)人員盡快了解要進(jìn)一步抑制干需從哪些環(huán)節(jié)入手。
EMC設(shè)計(jì)應(yīng)與產(chǎn)品電性能設(shè)計(jì)同步進(jìn)行、綜合考慮，這已被產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)人員接受。一般產(chǎn)品的EMC測(cè)試在產(chǎn)品功能測(cè)試融為一體的可能。如當(dāng)前信息產(chǎn)業(yè)部通信計(jì)量中心引進(jìn)的手機(jī)等專用信息產(chǎn)品的EMC測(cè)試試驗(yàn)室和測(cè)試設(shè)備就是在手機(jī)正常狀態(tài)下檢測(cè)相關(guān)的EMC指標(biāo)。隨著電子儀器的進(jìn)步以及內(nèi)裝自檢技術(shù)的應(yīng)用，測(cè)試技術(shù)正向多媒體化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。未來(lái)的電子產(chǎn)品檢測(cè)將是全方位、全自動(dòng)化的測(cè)試。
近10年來(lái)，人們逐漸推廣使用混響室進(jìn)行電磁兼容試驗(yàn)。混響室是一個(gè)由金屬墻壁構(gòu)成的實(shí)驗(yàn)室，一般在測(cè)試室的天花板上裝設(shè)一個(gè)攪拌器。將待測(cè)設(shè)備放在室內(nèi)，當(dāng)攪拌器旋轉(zhuǎn)時(shí)，使待測(cè)設(shè)備暴露于電磁場(chǎng)中。待測(cè)設(shè)備在場(chǎng)中的平均響應(yīng)可通過(guò)響應(yīng)對(duì)攪拌器旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間周期進(jìn)行積分來(lái)求得。混響室的金屬墻壁容許在室內(nèi)建成一個(gè)強(qiáng)場(chǎng)。待測(cè)設(shè)備暴露于數(shù)個(gè)不同的極化組成的強(qiáng)場(chǎng)電平中。
在傳統(tǒng)的電磁敏感度試驗(yàn)中，試驗(yàn)應(yīng)在完全給定而不能任意選擇的環(huán)境下進(jìn)行，如在橫電磁波小室或電波暗室中進(jìn)行。在這種限定的環(huán)境下，場(chǎng)的極化與分布不隨時(shí)間改變，因?yàn)檫@些方法的工作原理是建立在一個(gè)單一優(yōu)勢(shì)模基的礎(chǔ)上的。混響室的金屬墻壁容光煥發(fā)許在室內(nèi)建軍成一個(gè)強(qiáng)場(chǎng)。待設(shè)備暴露于由數(shù)個(gè)不同的極化組成的強(qiáng)場(chǎng)電平中。
在傳統(tǒng)的電磁敏感度試驗(yàn)中，試驗(yàn)應(yīng)在完全給定而不能任意選擇的環(huán)境下進(jìn)行，如在橫電磁波小室或電波暗室中進(jìn)行。在這種限定的環(huán)境下，場(chǎng)的極化與分布不隨時(shí)間改變，因?yàn)檫@些方法工作原理是建立在一個(gè)單一優(yōu)勢(shì)模基的礎(chǔ)上的。混響室則沒有給出一個(gè)限定性的場(chǎng)，但卻提供了一個(gè)均勻的電磁環(huán)境，即室內(nèi)各處能量密度均勻，各向同性，各方向能流相同而極化是任意的，亦即所有波間的相位與極化是任意的。只要室內(nèi)有大量本片模（在某一固定頻率以上會(huì)出現(xiàn)這種情況），就可達(dá)到上述要求。此外，簡(jiǎn)并情況（即在某頻率下有多少模重合）與波形間隔是重要參量。混響室的主要優(yōu)點(diǎn)是在該室內(nèi)用一個(gè)適當(dāng)?shù)墓β试淳陀锌赡芙ㄜ娏⒁粋€(gè)強(qiáng)場(chǎng)，因此需要很高的品質(zhì)因數(shù)Q。
最近，國(guó)外又在推廣5m法電波暗室，與10m法電波暗室相比占用的空間要小得多，因而成本會(huì)大大下降。人們正在研究如何將5m法測(cè)試結(jié)果等效成10m法的結(jié)果，這一研究工作在國(guó)內(nèi)外受到廣泛關(guān)注，進(jìn)展較快，預(yù)計(jì)在近期將會(huì)取得滿意的成果。
此外，人們還提出另一種屏蔽小室—WTEM小室，其結(jié)構(gòu)是半個(gè)TEM小室，但采用線陣結(jié)構(gòu)而非板塊結(jié)構(gòu)。它與TEM小室相比并沒有實(shí)質(zhì)性的改變，但這種結(jié)構(gòu)在改善電磁場(chǎng)的均勻性、降低本身的耦合與提高單模帶寬方面比TEM小室，更容易實(shí)現(xiàn)。
由此可見，屏蔽測(cè)量技術(shù)今后還有較大的發(fā)展。以此為推動(dòng)力，相應(yīng)的理論研究、應(yīng)用研究及其開發(fā)工作都將會(huì)受到更多的重視。
EMC測(cè)試必須依據(jù)EMC標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范給出的測(cè)試方法進(jìn)行，并以標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的極限值作為判據(jù)。對(duì)于預(yù)相容測(cè)試，盡管不可能保證產(chǎn)品通過(guò)所有項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，但至少可以消除絕大部分的電磁干擾，從而提高產(chǎn)品的可信度，而且能夠指出如何改進(jìn)設(shè)計(jì)、抑制EMI發(fā)射。
由于EMC測(cè)試是個(gè)復(fù)雜過(guò)程，而且與測(cè)試者經(jīng)驗(yàn)和測(cè)試技術(shù)有關(guān)，所以測(cè)試結(jié)果重復(fù)性不理想。這樣，建立自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，研究新的算法和測(cè)試手段就成為今后研究的熱門課題[8]。
因?yàn)镋MC設(shè)計(jì)與EMC測(cè)試是相輔相成的，EMC設(shè)計(jì)的好壞是要通過(guò)EMC測(cè)試來(lái)衡量的，所以對(duì)開關(guān)電源電磁兼容測(cè)試的研究具有重要意義。由于開關(guān)電源在電子設(shè)備得到極為廣泛的應(yīng)用，因此，開關(guān)電源EMC是否達(dá)標(biāo)，直接影響電子設(shè)備EMC能否達(dá)標(biāo)。而我國(guó)目前的大部分開關(guān)電源產(chǎn)品達(dá)不到EMC指標(biāo)要求，可見這一領(lǐng)域還要花大氣力去攻關(guān)。
