汽车元件的EMI抗扰性测试

时间：04-02 来源：mwrf 点击：

汽车部件EMI测试的测试参数

在车辆部件EMI测试中，根据不同车辆厂商所提出的不同要求，除了引入干扰信号的基本方法有所不同以外，还有许多参数也会有所不同。但不论RF干扰怎样产生，这些参数都是相关的。

频率范围

受测试方法本身及其所用换能器(transducer)的限制，上述的每一种方法都只适用于一个既定的频率范围。表2列出了本文中讨论的各种方法在相应标准中公布的适用频率范围。测试过程中，通常需要使测试信号在整个频率范围内扫描变化或步进变化，监测此时EUT与其应有功能和性能的差异来得到测试结果。每次测试的最小滞留时间一般为2秒，如果EUT的时间常数较大，滞留时间可能更长。如果采用软件控制的测试信号发生器，那么测试信号通常不是扫描过整个频率范围，而是采用步进方式，因此还要定义频率步进的步长。滞留时间和频率步长二者共同决定了执行单次扫描所需花费的时间，从而也决定了整个测试所需的时间。

幅度控制

不论采用哪种测试方法，对施加在EUT上的测试信号幅度都必须小心控制。幅度控制的方法按照原理不同通常可分为两类，一类叫闭环控制法，一类叫开环控制法。在带状线测试和TEM单元测试时，可以通过已知的净输入功率和传输线的参数来计算得到的场。但除了这两种方法以外，都需要利用闭环法来实现幅度控制。在辐射干扰测试中，干扰信号的单位采用伏特/米(volts/meter)，在电流注入测试中，单位采用微安(milliamps)，在直接功率注入测试中，单位采用瓦特(watts)。

闭环法

表2：不同测试方法在不同标准中的适用频率范围。

采用闭环控制法时，一个场强仪或电流监控探头一直监测着施加在EUT上的激励，据此将功率调整到目标值。该方法存在一个问题，那就是EUT的介入打乱了我们用作干扰激励的电磁场，因此找不到一个能够正确反映出我们得到的场强，并对所有类型EUT普遍适用的位置来放置场强仪，在微波暗室中进行辐射干扰测试时这一问题尤其明显。当测试频率使得EUT尺寸与波长可以相比拟时，在某些位置上场的分布可能会出现大幅下降。如果场强仪刚好放置在一个这样的位置上，那么当我们根据场强仪的读数来维持需要的电磁场强度时，势必会在EUT附近的位置上造成严重的过测(over-testing)。BCI测试中也存在类似问题，当EUT的共模输入阻抗与测试信号谐振时，要维持需要的电流就会造成过测(over-testing)。实际上，在这样的环境下，许多时候放大器都无法提供维持规定电平所需的功率，而一旦放大器过载，还会造成更多的测试问题。

开环法

采用开环法就能回避上述问题。开环法有时也叫做置换法。采用开环法时，首先将一个既定强度的信号送入测试设备进行校准设置。在每个频率上，放大器的输出功率均受一个辅助功率计的监控，当放大器输出电平达到目标值时，对其进行记录。最后，在真实测试时，再将这个预校准的功率记录进行严格的重放。总的来说，由于对施加在EUT上的场或电流(volts per meter 或 milliamps)的测量并不在测试的要求内，因此开环法并不测量它们，只是对其进行监控，以确认系统工作正常。但由于上节谈到的原因，我们也不可能看到真正正确的测量值。在辐射干扰测试中，校准设置过程要求在EUT于微波暗室中应占据的准确位置上放置一台场强仪。而在传导干扰测试中，校准设备是一个阻抗值给定的负载，我们在其两端测量功率或电流。开环法所用到的功率参数包括净功率，或者输入换能器的前向功率和换能器反射回来的反向功率之差。在假设没有其他重大损耗时，这个差值就等于真正送入EUT的功率。因此，在采用直接耦合器时，必须在每个频率上测量两个功率。这时，可以利用一台功率计对耦合器的前向输出和反向输出分别顺序测量，也可以利用两台功率计同时测量。净功率用于说明换能器的电压驻波比(VSWR)，因为当引入EUT时VSWR会发生变化。但当EUT与测试装置严格匹配时，要保持净功率所需的前向功率相对于校准所需的功率可能有较大变化。为避免过测，为保持所需净功率而增大的前向功率不能超过2dB，即使2dB还不能满足要求，也不应继续增大，而只能将此记录在测试报告中。

调制频率和调制深度

所有的RF抗扰性测试都需要在每个频率上对EUT施加CW(未调连续波)和已调AM信号，而EUT的响应通常更易受已调干扰影响。一般情况下，测试标准中所规定的调制信号都是调制深度为80%，频率为1kHz的正弦波。但也有个别的车辆厂商可能会有不同的要求。定义调制参数的目的是为AM和CW测试规定一个恒定的峰值电平。这一点与商用(IEC 61000-4 系列)RF抗扰性测试不同。在商用RF抗扰性测试中，调制信号的峰值功率比未调信号高5.3 dB。而在峰值电平恒定的测试中调制深度为80%的已调信号功率只有未调信号功率的0.407倍。ISO 11452中清楚地定义了这种信号的施加过程：

●在每个频点上，线性或对数增大信号强度直到信号强度满足要求(对开环法指净功率满足要求，对闭环法则指测试信号的电平严格满足要求)，根据+2 dB准则监测前向功率。

●按要求施加已调信号，并使测试信号保持时间等于EUT最小响应时间。

●缓慢降低测试信号强度，然后进行下一个频率的测试。

监测EUT

在施加测试信号时，必须监测EUT的响应，并与其应达到的性能准则进行比较，以确定被测件是否通过测试。由于不同EUT的功能和需要满足的性能准则均不相同，因此本文不可能对这些监控方法进行概括。但如果测试软件能够自动完成部分或全部监测工作，那么整个测试就会更加简单可靠。监测过程可能只需简单地测量和记录每个频率点上的输出电压，也可能涉及一些特殊的EUT软件，这些软件能够在测试发现错误时给出标记。

报告测试结果

在测试完成，EUT的响应也观测完毕之后，测试工程师的工作还只完成了一半。接着他或她还必须按照车辆厂商所规定的格式创建测试报告。一个部件厂商可能为多个车辆厂商提供产品，因此对同一组测试，部件厂商可能需要提交多种格式的测试报告。有些软件包中包含可选的报告生成模块，能够提供针对不同的车辆厂商定制的标准报告模板。虽然测试工程师们大都很享受测试过程，却很少有人喜欢撰写测试报告，因此所有测试实验室的经理都十分明白，为客户提供测试报告是一项最困难的任务。有了自动报告生成软件模块，不但测试工程师们不必再承担撰写测试报告的苦差，客户的要求也能更快得到满足。综上所述，虽然汽车工业中的部件EMC测试中包含许多可变参数，我们仍然可以高效地完成针对不同车辆厂商的覆盖很宽频率范围的测试。本文介绍了汽车工业中部件测试所采用的多种方法，并概括了各种方法的优缺点，通过阅读本文，测试工程师可以更好的选择测试方法，以满足客户的需求。

上一篇：电磁干扰（EMI）抑制技术
下一篇：ESD常见问题解答1

汽车元件 EMI测试相关文章：

栏目分类