進(jìn)行預(yù)兼容測試具有非常重要的意義，您不僅可以確保EMI測試設(shè)備獲得測試機(jī)構(gòu)的一致性認(rèn)證，還可以保證產(chǎn)品開發(fā)按時(shí)完成。

一旦您設(shè)計(jì)完電子產(chǎn)品，就該把它推向市場了，對嗎？沒錯，但并不確切。因?yàn)閷τ谌魏萎a(chǎn)品開發(fā)，您都需要首先對設(shè)計(jì)的設(shè)備進(jìn)行測試，驗(yàn)證其性能是否達(dá)到預(yù)期。所有電子設(shè)備最終都必須通過一個重要測試 — EMI（電磁干擾）全兼容測試。按照EMI測試設(shè)備測試所依據(jù)的相應(yīng)監(jiān)管機(jī)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)的定義，通過 EMI測試，即證明您的設(shè)備的電磁輻射性能處于可接受的范圍內(nèi)。

EMC測試是什么?

電磁兼容性測試（Electro Magnetic Compatibility - EMC測試），是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運(yùn)行并不對其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無法忍受的電磁干擾的能力。

EMC測試包括測試方法、測量儀器和試驗(yàn)場所，測試方法以各類標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，測量儀器以頻域?yàn)榛A(chǔ)，試驗(yàn)場地是進(jìn)行EMC測試的先決條件，也是衡量EMC工作水平的重要因素。EMC檢測受場地的影響很大，尤其以電磁輻射發(fā)射、輻射接收與輻射敏感度的測試對場地的要求最為嚴(yán)格。

EMI（電磁干擾）屬于EMC（電磁兼容）這一術(shù)語的范疇。在執(zhí)行預(yù)兼容測試時(shí)，您會關(guān)注 EMI測試。這是一種來自EMI測試設(shè)備的實(shí)際現(xiàn)象，又稱為輻射。

想要獲得 EMI全兼容測試的認(rèn)證，成本是相當(dāng)昂貴的 — 萬一未能通過 —您不僅需要重新進(jìn)行設(shè)計(jì)，還會打亂您的產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間表，耗費(fèi)大量資金。

圖 1：典型的產(chǎn)品開發(fā)周期以及EMC測試的階段

如果能夠自行進(jìn)行 EMI測試，那么您在將EMI測試設(shè)備送到測試機(jī)構(gòu)進(jìn)行認(rèn)證時(shí)，就有望盡快通過測試。

EMI預(yù)兼容測試基礎(chǔ)知識

EMC測試是電氣設(shè)備與其電磁環(huán)境和其他設(shè)備的相互作用。所有的電子設(shè)備都有可能發(fā)射電磁場，因此識別您的設(shè)備是否處于恰當(dāng)?shù)妮椛渌椒浅Ｖ匾嫒轀y試是確保電子設(shè)備符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的最后一項(xiàng)測試。預(yù)兼容測試可以看作是全兼容測試的預(yù)演。您在預(yù)兼容測試過程中所做的一切工作，可以確保您在步入 EMC測試的最后階段，在將設(shè)備送至認(rèn)證測試機(jī)構(gòu)進(jìn)行全兼容測試時(shí)，可以順利通過。您可以與這些測試機(jī)構(gòu)使用相同的標(biāo)準(zhǔn)測試您的設(shè)備，不過方便之處在于您是在自己的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測試。

所有產(chǎn)品，從筆記本電腦到智能手機(jī)，都必須通過認(rèn)證測試機(jī)構(gòu)的全兼容測試。這些測試機(jī)構(gòu)會執(zhí)行各種測試，查看EMI測試設(shè)備是否符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。取決于設(shè)備的產(chǎn)品類別，通常會針對特定的產(chǎn)品分類選擇一個子集。在本文中，我們將討論 4 個測試，特別是可以分為兩類 — 發(fā)射測試和抗擾度測試，并且在每個類別中都有輻射和傳導(dǎo)測試。

輻射測試表征電子設(shè)備無意中通過非物理介質(zhì)（空中測試）發(fā)出的電磁能量。

傳導(dǎo)測試表征電子設(shè)備無意中通過傳導(dǎo)性材料或物理介質(zhì)（有線測試）發(fā)出的電磁能量。

圖 2：四種類型的EMC測試

發(fā)射測試

發(fā)射測試考量的是您的設(shè)備發(fā)出的電磁能量大小。

輻射發(fā)射測試需要對設(shè)備發(fā)射到空中的電磁能量進(jìn)行測試，并確保它們符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。輻射發(fā)射測試需要尋找被測設(shè)備通過空中發(fā)射的信號。在全兼容測試過程中，設(shè)備的輻射發(fā)射是導(dǎo)致測試失敗的最常見原因，因此必須花費(fèi)更長時(shí)間進(jìn)行測量。

傳導(dǎo)發(fā)射測試需要測試您的設(shè)備中由于電氣活動所造成的電磁干擾，這些電氣活動在器件外部沿著互連電纜進(jìn)行傳導(dǎo) — 例如電源線、信號電纜或數(shù)據(jù)電纜。特別是，傳導(dǎo)的干擾可能直接與其他的電子設(shè)備或同一設(shè)備的其他元件發(fā)生耦合。傳導(dǎo)發(fā)射測試主要針對設(shè)備的交流電源所發(fā)出的多余信號，這些電源可能包括但不限于開關(guān)、調(diào)節(jié)器和低頻時(shí)鐘。

發(fā)射測試非常重要，因?yàn)槟幌ＭO(shè)備受到相鄰設(shè)備的意外干擾。

抗擾度測試

抗擾度測試衡量您的設(shè)備對相鄰設(shè)備發(fā)射的電磁能量的敏感程度。

輻射抗擾度測試需要測試您的設(shè)備對周圍其他設(shè)備空中發(fā)射的敏感性。

傳導(dǎo)抗擾度測試需要測試您的設(shè)備對其他相鄰設(shè)備通過電纜發(fā)射的電磁能量的敏感性。

抗擾度測試非常重要，因?yàn)槟幌Ｍ约旱脑O(shè)備受到相鄰設(shè)備的影響。EMC 還包括一些其他的抗擾度測試，但在本文中并未進(jìn)行討論，包括電源線浪涌和質(zhì)量、靜電放電（ESD）、工作磁性等。

EMC全兼容測試流程和監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)

EMC測試必須符合標(biāo)準(zhǔn)要求。這些標(biāo)準(zhǔn)可以幫助測試進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的產(chǎn)品性能。CISPR 標(biāo)準(zhǔn)便是其中之一。需要注意的一點(diǎn)是，CISPR 是本文檔中所討論的發(fā)射測試的基礎(chǔ)，但其并不能代表所有的 EMC監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)。CISPR 的工作只涉及到用于測量干擾的設(shè)備和方法。此外，CISPR 還根據(jù)電子設(shè)備將要銷往的行業(yè)和國家/地區(qū)，確定電子設(shè)備的必要限制條件。

全兼容測試是一個受到各地嚴(yán)格監(jiān)管的正式流程，因此最好通過預(yù)兼容測試樹立信心，確保您的設(shè)備可以通過全兼容測試。

發(fā)射規(guī)范概述

表 1：監(jiān)管機(jī)構(gòu)要求對比

EMC測試流程和故障診斷

要想精確地執(zhí)行 EMC輻射發(fā)射和傳導(dǎo)發(fā)射預(yù)兼容測量，您需要根據(jù)測試類型選擇適當(dāng)?shù)臏y試設(shè)備。要想進(jìn)行預(yù)兼容輻射發(fā)射測試，您將需要：

1. 配有 EMC軟件的信號分析儀

2. 經(jīng)校準(zhǔn)的 EMI天線

圖 3：分析儀配有 EMC軟件和經(jīng)過校準(zhǔn)的 EMI天線，在輻射發(fā)射測試過程中使用

輻射測試最好是在足夠大的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行，遠(yuǎn)離其他電子設(shè)備，以避免電磁干擾。理想情況下，您的設(shè)備最好放置在離天線至少 3 米遠(yuǎn)的地方。天線和信號分析儀相連時(shí)，也應(yīng)該至少保持 3 米的距離。

某些信號分析儀配有可選的內(nèi)置應(yīng)用軟件，讓測試變得快速而輕松。利用符合 CISPR 和 MIL-STD 標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)置帶寬、檢波器和頻段預(yù)設(shè)置，加上自動測試和監(jiān)管限制，您可以快速判斷出設(shè)備是否符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。

想要進(jìn)行預(yù)兼容傳導(dǎo)發(fā)射測試，您將需要下列設(shè)備：

1. 配有 EMC軟件的信號分析儀

2. 瞬態(tài)限幅器

3. 線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)（LISN）

圖 4：在執(zhí)行傳導(dǎo)發(fā)射測試時(shí)使用的瞬態(tài)限幅器和線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)（LISN）。

如果您已確定EMI測試設(shè)備存在發(fā)射問題，那么接下來您就要確定問題的來源。這個問題正是近場探頭的用武之地。

圖 5：要想對器件的發(fā)射進(jìn)行精確的故障診斷，需要使用近場探頭。

一般故障診斷的目標(biāo)是確定測量結(jié)果中的相對變化，并確定發(fā)射的來源。

結(jié)論

通過了解這些信息，您已基本理解了 EMI預(yù)兼容測試是什么，執(zhí)行您的 EMC測試需要哪些設(shè)備。正如之前所提到的那樣，進(jìn)行預(yù)兼容測試非常重要，因?yàn)槟粌H可以確保EMI測試設(shè)備獲得測試機(jī)構(gòu)的全兼容認(rèn)證，還可以保證產(chǎn)品開發(fā)按期完成。

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