组建一个电磁兼容实验室的方法
测量,接收器可能有一个设定。
对于上述的所有测量,需要注意在评估结果时必须将一些修正因子纳入考虑。首先,对于所有测量装置,±4dB为接受的不确定区间,这一点在CISPR 16-1的附录L中有所阐述。其次,电缆衰减和连接器衰减也必须予以考虑。但是除此之外,还有更多因素必须予以考虑。
对于传导发射,必须考虑LISN的阻抗偏差及其容限。不过,它的最大误差只有2~4dB。吸收钳的情况就不一样了,其衰减在14~22dB之间,平均17dB。
辐射发射测试中的因子最大,其NSA(归一化位置衰减)为-24~24dB。在这种情况下,无法进行任何近似,而且在执行测试时还必须使用天线因子。此外,根据设计实践经验,在将产品送往第三方实验室进行测试之前,还应当额外预留6dB的设计余量。
3) 谐波和闪烁测试
谐波和闪烁测试没有环境方面的要求。只需将EUT连接到谐波分析仪的电源入口,并根据厂商的说明和标准的要求执行测试即可。 同样,测试设备将包含一些已有的设置,但工程师必须确保这些测试设置符合自己产品的标准要求。如果评估时使用其他方法(如便携式电源谐波分析仪),请仔细 阅读标准要求,然后再评估测量结果。
4) ESD抗扰度测试
ESD抗扰度测试对于大型设备可能并不是很重要。但在今天这个各种产品普遍小型化的时代,ESD测试已成为大部分设备的"关键"EMC测试之一,例如对便携式计算器、MP3和MD播放器、USB存储棒、音频设备等等。其测试装置如图3所示。
由图可见,EUT仍然安放在一张绝缘桌上,位于HCP(水平耦合平面,由一种金属传导材料制成)上,并通过一个绝缘抗静电衬 垫与其隔离。VCP(垂直耦合平面)和HCP分别连接到地参考平面,每个连接端各使用一只470 kΩ的电阻。对于EUT的每个侧面和VCP、HCP,以及EUT上每个用手能触摸到的金属表面,分别使用锋利尖端进行接触放电(直接放电),通常每个极性 5次。对于机箱的所有塑料部分,则利用圆形尖端进行空气放电(间接放电)。
5) 辐射电磁场抗扰度的测试
辐射电磁场抗扰度的测试装置与辐射发射测试非常类似,但是在这项测试中,信号发生器和功率放大器将馈送给天线,以便在EUT附近产生"均匀电磁场"(±6dB)(在频率范围80~1000 MHz、AM、1kHz、80%调制深度下为3V/m或10V/m)。需要注意的是,不同产品的频率范围也不相同。
6) 传导骚扰抗扰度测试
传导骚扰抗扰度测试的目的是在EUT端口输入建立3V电平(有效值,150 kHz~230 MHz、AM、1kHz、80%调制深度)。信号发生器和功率放大器必须提供足够的功率,以便CDN能将信号耦合到被测线。由于测试项目3)、7)、 8)、9)、10)使用的是高度专业化的设备,如果实验室中有这些设备,工程师无需太多操作,只要正确连接EUT就可以了,最重要的任务是监控EUT的工 作方式。
如何进行近场测试
本文前面的介绍部分讲过,近场测试非常适合产品开发阶段。在这个阶段,标准测试方法或许能给出精确的结果,但却无法显示问题 的来源所在。在挑选元件时,有些控制器芯片的辐射要比其他芯片低40dB,或具有更高的抗扰度。即使在产品开发完成,执行兼容测试未通过之后,标准测试方 法也几乎无法给出有关问题来源的任何信息。在印制板一级,工程师们使用近场测试探针进行测量,也可能使用缺陷检测器等。然而另一方面也必须了解,近场测试 探针(几乎)不能给出有关设备传导或辐射水平的任何信息,其误差为20~40dB。但近场测试探针可以保证一点:每次使用时,其测量结果总要好于前述的各 种测量。为了通过近场测试探针大致了解产品是否能通过EMC测试,需要在已经确知结果的样品上进行多次尝试。
图4(a)和(b)是一些磁场探针、电场探针和一根管脚探针的例子。它们的优点是容易制作,外购也相当便宜。它们都使用50Ω的电缆,并连接到一台(廉价的)频谱分析仪。
近场探针用来拾取电磁场的全部两个分量。虽然市场上有一些非常灵敏的电磁场场强仪,但电磁场的近场场强并不太容易测量。它们无法给出辐射噪声频率成分的任何信息,但可以方便地指出"问题分量"。近场探针在连接到频谱分析仪时,还可给出频率成分信息。
磁场探针提供一个与磁射频(RF)场强成比例的输出电压。利用这个探针很容易找到电路的射频源。不过,磁场的场强随距离迅速 变化(成三次方关系)。另外,探针的方向至关重要,因为磁场方向一定是垂直于磁环路的。前面已经指出,探针将不会给出太多的量化信息,但对于某个元件 (IC、开关三极管等),随着探针距离元件越
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