電磁兼容中的測試與處理的相關技術分析

鮑禹辰

摘 要：隨著我國經濟的高速發展，我國各行各業也呈現出良好的發展趨勢。本文是以電磁兼容為切入點，闡述了電磁兼容的概念，然后又分析了其測試技術。會以其為論點展開討論的原因是，現在空間中認為電磁不斷增加，加速電磁環境的惡化，并且這這一問題也受到人們的廣泛關注，從而研發出電磁抗干擾技術。

關鍵詞：電磁兼容;測試;技術

引言

城市人口的迅速增長，讓人們生活中的電子設備種類變得越來越豐富，同時數量也變得越來越多。電氣設備的大量涌入，讓人們的生活變得更加的豐富，但是有優勢的同時也會存在著劣勢，這些問題的直接表現就是人們生活中的電磁污染情況變的越來越嚴重，并且不同種類的電磁干擾讓很多的機械設備無法以一個正常的姿態進行運轉。

1電磁兼容概念

在既定的工作環境和狀態下，總系統、分系統、元器件、電路等能夠按照設計的相關要求完成工作，并不會因為電磁的干擾造成功能失效或者性能降低等，就是電磁的兼容性。首先，電磁干擾和電磁敏感度共同組成了電磁兼容，電磁干擾特性、傳播方式、試驗技術、模擬技術、電磁兼容性設計、頻譜利用、規范、標準、是其研究的主要內容。其次，衡量分系統、電子設備在電磁環境下的響應程度，主要依靠電磁敏感度來判定。再次，所有的系統和設備不能因為傳導或者輻射產生的電子干擾而影響或妨礙其他系統、設備的正常運行。最后，電磁的兼容性具有抗干擾的能力，也即是說，其不會因為受到干擾而降低本身的工作性能。

2電磁兼容的測試技術

2.1前期準備

電磁兼容測試技術的前期準備的工作包括三面，即測試儀器、場地與方法首先，對于測試儀器的選擇，可以使用具有自動檢測特點的儀器，這類儀器能夠設置EMC的各項參數。使用新型的頻譜分析儀，可以實現可視化，對液晶電視內部的各個儀器機型測試，檢測其產生電磁的情況。而使用干擾接收機，通常情況下，技術人員會同時使用兩臺干擾接收機，每臺接收機都有自己的頻段，接收處于不同頻段的電磁，要求對于不同的頻段，使用不同的天線，包括環形天線與平行偶極子天線，前者的頻段是10kHz到30kHz之間，后者的頻段是30kHz到1000kHz之間。其次，對預測場地的分析，需要把同一個電測的測試，放到不同的場地中，每個場地都可以得到各自的測試結果，其原因是每個場地都有自己的反射波，互相疊加后出現不同的效果。測試場地包括開闊試驗場、屏蔽室、電波暗室等。開闊試驗場是指周圍空曠，沒有可以反射的物體，地面平坦，可以均勻導電。整個場地的形狀為橢圓形，具體測試的頻率由場地設置決定，它主要是用于電磁輻射騷擾測試，但需要控制場強，防止電磁干擾外部環境。屏蔽室的結構為六面體，因為金屬材料具有屏蔽的特點，所以不會受到外接電磁的干擾，減少檢測的誤差。電波暗室不會出現任何電波的反射，有良好的屏蔽效果，適用于不會出現任何反射的電磁干擾檢測。最后，測試方法共有三種，分別是直接測試法、替代測試法與自動測試法。直接測試法是指利用現有的條件，完成電磁測試，保證檢測結果的準確性，誤差較小或沒有誤差，可以與其他檢測機構的結構進行對比，但成本較高。替代測試法對場地有很高的要求，并不屬于一般企業可以使用的范疇，但替代方案的選擇，是以可以對比為前提，減少成本的使用，被大部分企業接受。自動測試法使用可以自動檢測的工具，完成電磁兼容的測試，得到各類數據。

2.2測試工作

2.2.1輻射電磁場抗擾度

按照GB17626.3的標準對輻射電磁場的抗擾程度進行檢測，低頻狀態下磁場強均勻性較好的電波暗室、帶有吸波材料的屏蔽室都是較優良的測試環境、80%的調頻幅度、80-1000MHz的載波頻率、1kHz的調制信號、線性極化天線、對數周期天線、雙錐天線、功率計、功率放大器、測試軟件等都是測試開始之前必不可少的布置。

2.2.2輻射騷擾

輻射騷擾的測量要比傳導騷擾復雜得多。首先是場地要求。輻射騷擾通常需要在開闊場（OATS）內進行測試。理想的開闊場一片沒有任何電磁波阻礙的場地。如，沒有建筑物，電纜，樹木等，地下也不能有管道，線纜等物。這樣的場地顯然是不容易找到，尤其是在經濟較發達地區。所以，標準中規定了其他可替代的場地：半電波暗室和全電波暗室。半電波暗室是指除地面以外四周和頂部都安裝了吸波材料，因此除地面外其他地方幾乎沒有電磁波的反射。全電波暗室則是在半電波的基礎上，在地面也加裝了吸波材料，實際上是模擬了只有直射波的自由空間。通常，1G以下的輻射騷擾測試在半電波暗室進行，1G以上則使用全電波暗室。測試前，EUT及其附件按照正常工作的狀態放置在80cm高的桌子上（1G以上為1.5m高），至少1m×1.5m，且材質是非傳導性的。EUT及其附件的邊緣距天線的參考點為10m（1GHz以下）和3m（1GHz以上）。測試時，桌子連同放置的EUT及其附件進行360度旋轉，并且在1～4m的范圍內移動天線，以找到最大值。

2.2.3傳導騷擾

傳導騷擾指的是電流或數據在線纜中傳輸時，通過線纜，電源端口，控制端口對周圍環境產生的干擾。它的測試原理比較簡單，以電源端口為例。為了測到被測設備（EUT）在電源端口產生的騷擾，首先需要將人工電源網絡（AMN）連接到電源上，它可以濾除電源的雜波，并且給EUT提供穩定的匹配阻抗。然后，將EUT的電源與之相連，同時測量騷擾的接收機也連在AMN上。為避免EUT在上電期間產生大幅度的瞬態信號，從而對接收機造成損壞，還需要在AMN和接收機之間加上限幅器。對于非落地設備，像手機，電視機等EUT，測試時需要放置在80cm高，至少1m×1.5m的非導電的桌子上（一般為純木質）;對于落地設備，需要放置在地面進行測試，但是在地面和EUT之間需要放置最高15cm的絕緣層。

2.2.4傳導抗擾度

射頻發射機產生的電磁場，可以通過EUT的某個或某些線纜，如電源線，信號線，控制線等，耦合到設備內部從而產生干擾。傳導抗擾度就是檢驗EUT抵抗這種干擾的能力。首先由信號發生器產生1kHz，80%AM調制的正弦波干擾信號，經放大，匹配，濾波，達到標準中規定的騷擾電壓等級，通過注入設備加到EUT上。注入設備首選耦合/去耦合網絡，一般做在一個盒子里，稱為CDN。原因是CDN可以提供最好的測試可重復性，且保護輔助設備。目前有各種類型的CDN可適用于電源線，信號線等。但仍然有些情況下，CDN是不可用的，就必須用其他的注入方式，如電流鉗。測試在150k～80MHz的頻率范圍內以1%的步進方式執行，在每個頻點上，對EUT的功能進行監控。

結語

綜上所述，電磁兼容測量技術有明確的設計原則，即設計人員需要分析電子設備運行時可能出現的電磁干擾，了解電磁干擾傳播的路徑，客觀分析可能會受到電磁影響電子設備，并做好前期的測試準備工作，積極做好測試工作，遵循相應的原則與相關的注意事項，促進這項技術的快速發展，優化技術內容，為建立自動測試系統，研究新的算法和測試手段打好基礎，確定技術未來的研究方向。

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