常见电磁兼容试验方法和要点.pdf

QIANZHENYU1第二篇常用电磁兼容试验的试验方法和试验要点第二篇常用电磁兼容试验的试验方法和试验要点钱振宇钱振宇QIANZHENYU2第1 章第1 章产品的电磁骚扰测量方法产品的电磁骚扰测量方法钱振宇钱振宇QIANZHENYU3电气和电子设备在工作时所产生的电磁骚扰主要是由于其 内部的各种电子线路、开关电源、电动机、机械开关和保 护器的动作形成的骚扰按其传播途径，主要有沿电源 线、信号线传播的传导骚扰，和向周围空间发射的辐射骚 扰前者用骚扰电压（端子电压）度量；后者则用骚扰功 率和辐射场强度量电气和电子设备在工作时所产生的电磁骚扰主要是由于其 内部的各种电子线路、开关电源、电动机、机械开关和保 护器的动作形成的骚扰按其传播途径，主要有沿电源 线、信号线传播的传导骚扰，和向周围空间发射的辐射骚 扰前者用骚扰电压（端子电压）度量；后者则用骚扰功 率和辐射场强度量QIANZHENYU41.1.1交流电源线的传导骚扰测量（测量频率范围交流电源线的传导骚扰测量（测量频率范围0.15至至 30MHz））1.1.1 试验布局试验在屏蔽室内进行试验布局见下图所示试验布局试验在屏蔽室内进行试验布局见下图所示。

QIANZHENYU5试验布置的要求如下： 接地平板用厚度试验布置的要求如下： 接地平板用厚度0.5mm以上，面积以上，面积2000××2000mm2的金属 板接地平板要接大地，或用长宽比小于的金属 板接地平板要接大地，或用长宽比小于5︰︰1，厚度为，厚度为 0.5mm的薄铜条通过屏蔽室与大地接通 试品与屏蔽室墙壁至少相距的薄铜条通过屏蔽室与大地接通 试品与屏蔽室墙壁至少相距800mm 试品与人工电源网络之间距离为 试品与人工电源网络之间距离为800mm人工电源网络与 参考接地平板之间要有良好的高频连接 对不接地试品，应置于离接地平板上高度为人工电源网络与 参考接地平板之间要有良好的高频连接 对不接地试品，应置于离接地平板上高度为400mm的非金 属支架上试品的电源线与人工电源网络的连接用一根长 度不超过的非金 属支架上试品的电源线与人工电源网络的连接用一根长 度不超过1000mm的导线连接当电源线的长度超过的导线连接当电源线的长度超过 800mm时，应将超长部分折叠成时，应将超长部分折叠成300～～400mm的线束，而 试品与人工电源网络之间的距离仍保持的线束，而 试品与人工电源网络之间的距离仍保持800mm不变。

对接地试品，接地线应采用长度不超过不变 对接地试品，接地线应采用长度不超过1000mm的导线与 人工电源网络的接地点相连试品的电源线与人工电源网 络的连接采用一根长度不超过的导线与 人工电源网络的接地点相连试品的电源线与人工电源网 络的连接采用一根长度不超过1000mm的导线，电源线与 接地线平行敷设，间距不超过的导线，电源线与 接地线平行敷设，间距不超过100mm当电源线长度超过当电源线长度超过 800mm时，超长部分折叠成时，超长部分折叠成300～～400mm的线束，而试品 与人工电源网络之间的距离仍保持的线束，而试品 与人工电源网络之间的距离仍保持800mm不变QIANZHENYU61.1.2 测量接收机测量接收机实际上是一台专用测量接收机由于测量对象 是微弱的连续波信号，及幅值很强的脉冲信号，这就要求 测量接收机本身的噪声极小，灵敏度很高，检波器的动态 范围大，输入阻抗低（测量接收机测量接收机实际上是一台专用测量接收机由于测量对象 是微弱的连续波信号，及幅值很强的脉冲信号，这就要求 测量接收机本身的噪声极小，灵敏度很高，检波器的动态 范围大，输入阻抗低（50Ω），前级电路的过载能力强。

检波器要有多种检波功能（为适应不同测量需求，有峰 值、准峰值、平均值和有效值等检波功能）整机在整个 测量频段内的测量精度能满足±Ω），前级电路的过载能力强 检波器要有多种检波功能（为适应不同测量需求，有峰 值、准峰值、平均值和有效值等检波功能）整机在整个 测量频段内的测量精度能满足±2dB要求最后，测量接 收机的频率范围要与测试的频率相匹配对于有自动测试功能的测量接收机，采用微处理机进行控 制，有宽频带自动校准、频率设置和自动扫描的功能可 以通过接口与计算机配合，由计算机实行管理，还可经由 打印机和绘图仪输出测试结果最后，测量接 收机的频率范围要与测试的频率相匹配对于有自动测试功能的测量接收机，采用微处理机进行控 制，有宽频带自动校准、频率设置和自动扫描的功能可 以通过接口与计算机配合，由计算机实行管理，还可经由 打印机和绘图仪输出测试结果QIANZHENYU7ⅠⅠ. 测量接收机与普通场强仪的区别用于广播、电视信号场强或工科医高频设备辐射场强测量 的普通场强仪，主要测量对象是正弦波电磁场而用在电 气设备的电磁骚扰及自然界骚扰测量的接收机则是频谱很 宽的连续波及脉冲骚扰因此两种测量仪器的要求不同， 主要反映在带宽、检波方式及脉冲响应等指标上。

⑴带宽场强仪测量的是正弦波信号，为降低噪声，故带宽较窄 而测量接收机正相反带宽的不同会直接影响测量结果 按国标测量接收机与普通场强仪的区别用于广播、电视信号场强或工科医高频设备辐射场强测量 的普通场强仪，主要测量对象是正弦波电磁场而用在电 气设备的电磁骚扰及自然界骚扰测量的接收机则是频谱很 宽的连续波及脉冲骚扰因此两种测量仪器的要求不同， 主要反映在带宽、检波方式及脉冲响应等指标上⑴带宽场强仪测量的是正弦波信号，为降低噪声，故带宽较窄 而测量接收机正相反带宽的不同会直接影响测量结果 按国标GB/T6113.1（对应于国际标准（对应于国际标准CISPR 16-1）规定， 测量接收机在）规定， 测量接收机在9～～150kHz范围内的带宽为范围内的带宽为200Hz；；0.15～～ 30MHz范围内的带宽为范围内的带宽为9kHz；；30～～1000MHz范围内的带 宽为范围内的带 宽为120kHzQIANZHENYU8⑵检波方式场强仪检波常采用平均值或有效值检波，因为这两种检波 都能正确反映正弦波信号的变化作为测量接收机，必须 要对脉冲骚扰作出正确反应，准峰值检波器则是正确选 择，而平均值检波器则不能反映脉冲幅度及频度的变化。

⑶脉冲响应特性场强仪对脉冲响应没有专门要求，而测量接收机的准峰值 检波则有严格规定⑵检波方式场强仪检波常采用平均值或有效值检波，因为这两种检波 都能正确反映正弦波信号的变化作为测量接收机，必须 要对脉冲骚扰作出正确反应，准峰值检波器则是正确选 择，而平均值检波器则不能反映脉冲幅度及频度的变化⑶脉冲响应特性场强仪对脉冲响应没有专门要求，而测量接收机的准峰值 检波则有严格规定QIANZHENYU9ⅡⅡ. 测量接收机与频谱仪的区别频谱仪也是目前使用较多的一种测量仪器，与测量接收机 的硬件结构有很多共同点：例如两者都为超外差接收机， 都可以用选择频率的方式来测量信号电压但两种仪器毕 竟不同，频谱仪由于下列原因不能独自满足电磁骚扰的测 量：①由于没有预选，当测量低电平信号时，如果有喀呖声或 电源开关瞬变的宽带脉冲信号或来自广播发射机和移动无 线电设备的固定或间断的窄带信号，可导致过载现象测量接收机与频谱仪的区别频谱仪也是目前使用较多的一种测量仪器，与测量接收机 的硬件结构有很多共同点：例如两者都为超外差接收机， 都可以用选择频率的方式来测量信号电压但两种仪器毕 竟不同，频谱仪由于下列原因不能独自满足电磁骚扰的测 量：①由于没有预选，当测量低电平信号时，如果有喀呖声或 电源开关瞬变的宽带脉冲信号或来自广播发射机和移动无 线电设备的固定或间断的窄带信号，可导致过载现象。

QIANZHENYU10②仪器的分辨率带宽和②仪器的分辨率带宽和IF滤波的波形可能因滤波的波形可能因CISPR规定的 指标（即规定的 指标（即200Hz，，9kHz，，120kHz）的不同而不同因此，宽带信号的峰值不能和民用电磁骚扰发射标准的限值 相比较③准峰值检波和相应的机械响应特性不适用于频谱仪，所 以经过加权也不能正确评价宽带信号④频谱仪的灵敏度尚不足以完成限值的精确测量⑤正弦波测量的幅度误差可能大于规定的±）的不同而不同因此，宽带信号的峰值不能和民用电磁骚扰发射标准的限值 相比较③准峰值检波和相应的机械响应特性不适用于频谱仪，所 以经过加权也不能正确评价宽带信号④频谱仪的灵敏度尚不足以完成限值的精确测量⑤正弦波测量的幅度误差可能大于规定的±2dBQIANZHENYU11ⅢⅢ. 准峰值检波采用准峰值检波是民用电磁骚扰发射测试特点由于民用 的电磁兼容产品族标准都是从准峰值检波采用准峰值检波是民用电磁骚扰发射测试特点由于民用 的电磁兼容产品族标准都是从CISPR标准转化过来的，这 些标准都是为了保证通信和广播的畅通而编制的，因此骚 扰对通信和广播的影响最终都要由人的主观听觉效果来判 断，平均值检波和峰值检波都不足以描述脉冲的幅度、宽 度和频度对听觉造成的影响，而必须用准峰值检波，只有 准峰值检波才比较符合人耳对声音的反应规律。

几种检波方式的各自特点是：①平均值检波：其最大特点是检波器的充放电时间常数相 同，特别适用于对连续波的测量标准转化过来的，这 些标准都是为了保证通信和广播的畅通而编制的，因此骚 扰对通信和广播的影响最终都要由人的主观听觉效果来判 断，平均值检波和峰值检波都不足以描述脉冲的幅度、宽 度和频度对听觉造成的影响，而必须用准峰值检波，只有 准峰值检波才比较符合人耳对声音的反应规律几种检波方式的各自特点是：①平均值检波：其最大特点是检波器的充放电时间常数相 同，特别适用于对连续波的测量QIANZHENYU12②峰值检波：它的充电时间常数很小，即使是很窄的脉冲 也能很快充电到稳定值当中频信号消失后，由于电路的 放电时间常数很大，检波的输出电压可在很长一段时间内 保持在峰值上峰值检波的特点首先在军用设备的骚扰发射试验中被优先 采用，因为好多军用装备只要单次脉冲的激励就可以造成 爆炸或数字设备的误动作，而无需像音响设备那样讲究时 间的积累③准峰值检波：这种检波器的充放电时间常数介于平均值 与峰值之间，在测量周期内的检波器输出既与脉冲幅度有 关，又与脉冲重复频率有关，其输出与干扰对听觉造成的 效果相一致。

②峰值检波：它的充电时间常数很小，即使是很窄的脉冲 也能很快充电到稳定值当中频信号消失后，由于电路的 放电时间常数很大，检波的输出电压可在很长一段时间内 保持在峰值上峰值检波的特点首先在军用设备的骚扰发射试验中被优先 采用，因为好多军用装备只要单次脉冲的激励就可以造成 爆炸或数字设备的误动作，而无需像音响设备那样讲究时 间的积累③准峰值检波：这种检波器的充放电时间常数介于平均值 与峰值之间，在测量周期内的检波器输出既与脉冲幅度有 关，又与脉冲重复频率有关，其输出与干扰对听觉造成的 效果相一致QIANZHENYU13下图是三种检波方式的比较下图是三种检波方式的比较QIANZHENYU14④准峰值测试的主要问题与改进措施用准峰值检波方式进行测试的主要问题是测量时间长下 表是准峰值检波和峰值检波的测试时间比较④准峰值测试的主要问题与改进措施用准峰值检波方式进行测试的主要问题是测量时间长下 表是准峰值检波和峰值检波的测试时间比较388s＝＝6min1940050kHz120kHz30MHz～～1000MHz119.4s＝＝2min59705kHz9kHz150kHz～～30MHz 最小扫描时间步数步长带宽频率范围采用峰值检波法正确测量最小扫描时间步数步长带宽频率范围采用峰值检波法正确测量50Hz干扰信号的最小扫描时间（测量周期为干扰信号的最小扫描时间（测量周期为 20ms））19400s＝＝5h23min1940050kHz120kHz30MHz ～～ 1000MHz5970s＝＝1h40min59705kHz9kHz150k。