電磁兼容自動測試系統探討

中國船舶重工集團公司第七一○研究所 胡清平

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電磁兼容自動測試系統探討

中國船舶重工集團公司第七一○研究所 胡清平

【摘要】為了適應制造企業對設備電磁兼容測試的需要，本文在分析國外現有系統的基礎上，提出了研制適合我國國情的電磁兼容測試系統的建議；結合國軍標給出了一套實用方案，包括系統配置和軟件結構，解決了現存系統的許多不足，大大提高了系統的性價比，為制造企業引入電磁兼容測試手段提供了一條建設性思路。

【關鍵詞】電磁兼容測試；電磁干擾；電磁敏感度

1 引言

最早比較完整地提出電磁兼容（ EMC）概念的學者是美國的Bernhard Keiser博士，他指出：如果每一臺裝置所產生的電噪聲都不影響其它任何一臺裝置的正常性能，那么就可以認為該裝置是電磁兼容的，或者說，電磁兼容是指裝置在其工作的系統或其環境內始終保持預定工作性能的和諧狀態。可見，要達到電磁兼容性，需要抑制裝置的電磁干擾（ EMI）幅度并提高其電磁敏感度（ EMS）能力。這里，裝置一般指設備、分系統或系統。

2 電磁兼容性測試模式存在的缺陷

隨著中國強制性認證（簡稱CCC認證）的施行，設備電磁兼容性越來越引起了制造企業的高度重視。研究表明，當前普遍實行的電磁兼容性測試模式存在著諸多缺陷：①屬于后期成敗型檢測，不合格的返修成本很高；②檢測周期長，一般完成一次檢測將近1周；③一次性檢測通過率很低，返修率高；④不提供故障排查服務；⑤缺乏過程控制策略和手段等。這種模式嚴重影響了產品研制周期和成本，成為電氣電子設備迅速推向市場的新障礙。在制造企業的研制過程中引入電磁兼容測試具有重要的現實意義，深入研究電磁兼容測試技術并開發出經濟實用的測試系統是解決這一問題的有效途徑。

3 問題的提出及具體分析

我國現有電磁兼容測試系統幾乎都是由國外公司設計建造的，主要存在以下問題：①針對國外標準而設計，不能完全滿足我國的實際使用需求；②硬件設備的支持能力不夠（如EMI測量中的接收機/頻譜儀類型或EMS測量中的信號源/功率計/場強監視器等）；③不提供針對具體受試設備（Equipment Under Test， EUT）的監測能力；④自動化程度有限，尤其是EMS測量；⑤建設成本很高，不支持國內測量儀器。

作為國家和部門授權的認證實驗室，這種系統配置是可以接受的，但如果想要將其引入到制造企業，在技術上就顯得有些不合理（不提供國內標準和監測手段），在成本上顯得難以接受（硬件可移植性差）。所以有必要對其進行設計優化，以提高系統的適用性和性價比。新研制的系統必須具有以下特點：①可擴展的標準庫；②提供需要的監測手段（可選）；③提高硬件可移植性，可支持國內外儀器或附件；④提高系統自動測試能力，以縮短測試時間。

表1 EMC測試主要功能分析表

4 系統設計

4.1 功能分析

整套系統可以劃分為兩個子系統：EMI分系統和EMS分系統，其中，EMI分系統［3］主要完成設備和分系統的傳導發射（Conductive Emission， CE）和輻射發射（Radiation Emission， RE）測試；EMS分系統主要完成設備和分系統的傳導敏感度（Conductive Susceptivity， CS）和輻射敏感度（Radiation Susceptibility， RS）測試。各個分系統的功能設計如表1所示。

表2 EMC測試系統可完成的測試項目一覽

表3 EMC測試系統軟件模塊功能說明

4.2 系統配置

系統配置的特點是：①EMI測試系統既可以通過頻譜儀也可以通過接收機來完成CE和RE測量；②優化頻譜儀/接收機配置，比如RS101的校準測試，按照標準需要兩臺頻譜儀/接收機，而現在通過軟件控制只需要一臺即可完成，并不影響測試效果，這種優化思想在CS116的環路阻抗測試中也得到體現；③優化場強監測系統：RS103中，1kHz-1GHz范圍內用場強傳感器實時監測法，1-18GHz范圍用接收天線預校準法，相對于全頻段采用場強傳感器，大大降低了系統成本；④廣泛支持國內外測試儀器及附件；⑤自動化程度高：配置了專門的開關系統和配電互鎖系統，使得測試校準和測試過程都實現了自動化，提高了測試速度。

4.3 軟件設計

軟件系統的體系結構參見圖1。各個模塊的主要功能參見表3。

圖3 EMC測試系統軟件體系結構

整個系統基于GPIB虛擬儀器總線技術實現，采用NI LabWindows CVI集成開發工具實現所有軟件功能。另外，為了進一步提高硬件可移植性，系統中還采用了IVI技術，這種架構同時也提高了系統的可擴展性和升級能力。

5 結束語

為適應制造企業對設備電磁兼容性測試系統的需要，在對國外同類系統不足進行分析的基礎上，結合工程實際，給出了一套實用的電磁兼容自動測試系統配置策略并開發了專用控制軟件，克服了現有系統的不足，為制造企業探索建設自己的電磁兼容測試系統提供了一條有益思路。

參考文獻

［1］高攸綱編著.電磁兼容總論［M］.北京﹕北京郵電大學，2001.05.

［2］邱焱，肖靂編著.電磁兼容標準與認證［M］.北京﹕北京郵電大學，2002.01.

［3］劉易勇，孫樹棟，郭恩全，高天德.電磁干擾預測試系統研制［J］.測控技術，2003.11.