第第 8 8章章 电磁兼容测量技术电磁兼容测量技术电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术按照标准，进行电磁兼容测试的必要性按照标准，进行电磁兼容测试的必要性v保证电磁环境满足社会发展的需要保证电磁环境满足社会发展的需要人们比以往重视电磁辐射对人体的影响人们比以往重视电磁辐射对人体的影响电磁频谱有限，需求日益增加电磁频谱有限，需求日益增加为电子产品可靠的工作提供保证为电子产品可靠的工作提供保证v保证产品在规定的条件下，可以正常工作保证产品在规定的条件下，可以正常工作电子产品成问题电子产品成问题铁路安全问题铁路安全问题电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术 基础标准基础标准 电磁兼容标准电磁兼容标准 通用标准通用标准 产品标准产品标准 被引用到被引用到被引用到被引用到第第1节节 电磁兼容标准体系电磁兼容标准体系电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术标准编号的识别标准编号的识别国家或组织国家或组织 制订单位制订单位 标标 准准 编编 号号 IEC CISPR CISPR Pub. IEC TC77 IEC 欧共体欧共体 CENELEC EN 美国美国 FCC FCC Part , MIL-STD. 日本日本 VCCI VCCI 中国中国质量技术监督质量技术监督局局, 国防部门国防部门 GB - GJB - 电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术典型电磁兼容试验项目典型电磁兼容试验项目辐射发射辐射发射（电场、磁场）（电场、磁场）传导发射传导发射（骚扰电压、骚扰功率、电源谐波）（骚扰电压、骚扰功率、电源谐波）辐射抗扰度辐射抗扰度（电场、磁场）（电场、磁场）静电放电静电放电（接触放电、空气放电、间接放电）（接触放电、空气放电、间接放电）传导抗扰度传导抗扰度（射频场感应、电快速脉冲、浪涌，脉冲磁（射频场感应、电快速脉冲、浪涌，脉冲磁场、工频磁场、电压暂降和短时中断）场、工频磁场、电压暂降和短时中断）电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术第第2节节 电磁骚扰发射测试电磁骚扰发射测试v测试仪器和设备测试仪器和设备测试场地测试场地测量用天线、测量接收机测量用天线、测量接收机人工电源网络人工电源网络功率吸收钳功率吸收钳电流环电流环v测试方法测试方法如何测得最大辐射如何测得最大辐射如何保证测量结果的一致性如何保证测量结果的一致性电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术电磁兼容试验场地电磁兼容试验场地电磁发射试验电磁发射试验敏感度或抗扰度试验：敏感度或抗扰度试验：开阔场（民用标准开阔场（民用标准）屏蔽暗室屏蔽暗室(半无反射半无反射室室)可在普通环境中，但可在普通环境中，但是注意对周围设备的是注意对周围设备的影响影响电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术开阔场地要求开阔场地要求长长 轴轴 20 米米椭圆区内无金属物体椭圆区内无金属物体 金金 属属 地地 平平 面面短短 轴轴 17.32 米米天线与受试件距离天线与受试件距离 10 米米不同的天线在不同的天线在14米高度内变化，找出各种极化方向下的最强辐射值米高度内变化，找出各种极化方向下的最强辐射值受试件放在受试件放在0.8米高的木桌上米高的木桌上电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术开阔场实景开阔场实景马达驱动高度马达驱动高度扫描天线杆扫描天线杆天天 线线EUT防雨棚防雨棚转转 台台 和和 桌桌 子子金属网地面金属网地面椭椭 圆圆 区区 内内 没没 有有 其其 它它 物物 体体电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术EMC电波暗室电波暗室高度扫描天线杆高度扫描天线杆天线天线金属地板金属地板转台上的受试件转台上的受试件电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术电磁兼容试验室的结构电磁兼容试验室的结构带风扇的通风板带风扇的通风板 主室主室辅助室辅助室2辅助室辅助室1可拆卸的滤波板或观察窗可拆卸的滤波板或观察窗射频测试仪器柜射频测试仪器柜电源滤波器电源滤波器屏蔽门刀口结构屏蔽门刀口结构电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术归一化场地衰减（归一化场地衰减（NSANSA）AFAFT T 发射天线的天线系数发射天线的天线系数AFAFB B 接收天线的天线系数接收天线的天线系数AFAFTOTTOT 互阻抗修正因子（互阻抗修正因子（dB)dB)V Vdirectdirect 收发天线直接连接所测电压收发天线直接连接所测电压V Vsitesite 使用收发天线所测电压使用收发天线所测电压电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术NSA的测试过程的测试过程电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术NSA的测试过程的测试过程电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术测量接收机测量接收机电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术测量接收机方框图及时域特性测量接收机方框图及时域特性电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术测量接收机的三大组成部分测量接收机的三大组成部分电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术线性放大电路线性放大电路 放大放大 选频选频-通频带通频带电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术包络检波电路：将中频噪声电压检波成包络检波电路：将中频噪声电压检波成直流或缓慢变化的电流。直流或缓慢变化的电流。电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术指示电表：显示检波器解调的结果指示电表：显示检波器解调的结果电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术测量接收机的四大指标测量接收机的四大指标v中频带宽（包络幅度：中频带宽（包络幅度：2A2AGBGB；宽；宽度：度：2/B2/B）v检波器充放电时间常数检波器充放电时间常数v电表机械时间常数电表机械时间常数v过载系数过载系数测量接收机的绝对脉冲特性和相测量接收机的绝对脉冲特性和相对脉冲特性对脉冲特性电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术(1) (1) 脉冲强度：为某一脉冲电压对时间积分的面积脉冲强度：为某一脉冲电压对时间积分的面积(2) (2) 带宽带宽 （B Bn n）：低于响应曲线中点某一规定电平处，测）：低于响应曲线中点某一规定电平处，测量接收机总选择性曲线的宽度。用符号量接收机总选择性曲线的宽度。用符号B Bn n 表示。表示。n n 表示规表示规定电平的分贝数。例如定电平的分贝数。例如B B6 6 表示表示6dB 6dB 处带宽处带宽(3) (3) 脉冲带宽（脉冲带宽（B Bimpimp）：测量接收机对规定脉冲产生响应的）：测量接收机对规定脉冲产生响应的等值带宽。当耦合变压器处于临界状态时，等值带宽。当耦合变压器处于临界状态时，B Bimpimp=1.05B=1.05B6 6。(4) (4) 充电时间常数（充电时间常数（TcTc）：从恒定正弦波电压加到检波级）：从恒定正弦波电压加到检波级的输入端瞬间起，到检波器输出电压达到其终值的的输入端瞬间起，到检波器输出电压达到其终值的6363为为止，所用的时间止，所用的时间(5) (5) 放电时间常数（放电时间常数（TdTd）：从移去加在检波级输入端的恒）：从移去加在检波级输入端的恒定正弦波电压的瞬间起，到检波器的输出电压降至其初始定正弦波电压的瞬间起，到检波器的输出电压降至其初始值的值的3737为止，所用的时间为止，所用的时间(6) (6) 过载系数：电路对稳态响应偏离理想线性不超过过载系数：电路对稳态响应偏离理想线性不超过 1dB 1dB 时的最高电平与指示器满刻度偏转指示所对应的电平之比时的最高电平与指示器满刻度偏转指示所对应的电平之比电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术绝对脉冲特性绝对脉冲特性v输入规定的周期脉冲信号时，测量接收机的输入规定的周期脉冲信号时，测量接收机的读数所应达到的规定的值读数所应达到的规定的值电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术相对脉冲特性相对脉冲特性v输入周期脉冲信号时，脉冲的重复频率越高，输入周期脉冲信号时，脉冲的重复频率越高，读数越高，反之亦然。当读数不变时，输入读数越高，反之亦然。当读数不变时，输入脉冲信号的重复频率和幅度之间所满足的关脉冲信号的重复频率和幅度之间所满足的关系系电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术测量电磁干扰的天线测量电磁干扰的天线电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术双锥天线双锥天线电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术对数周期天线对数周期天线电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术辐射发射测试方法辐射发射测试方法v距离距离vEUTEUT高度高度v找最大值找最大值天线水平垂直两种极化天线水平垂直两种极化天线天线1-41-4米扫描米扫描转台转台360360旋转旋转覆盖全频段（覆盖全频段（30MHz-1000MHz30MHz-1000MHz）电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术辐射发射测试测试方法辐射发射测试测试方法EUT旋转找最大面旋转找最大面0.8m1 4m1、3、10、30 米米屏蔽墙屏蔽墙测试仪测试仪电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术传导发射测试传导发射测试v传导发射测试所用设备传导发射测试所用设备人工电源网络（人工电源网络（AMNAMN）或线性阻抗稳定网络）或线性阻抗稳定网络（LISNLISN）测量接收机测量接收机测试场地测试场地- -屏蔽室屏蔽室v传导发射测试方法传导发射测试方法人工电源网络的作用和工作原理人工电源网络的作用和工作原理在屏蔽室内测试的原因在屏蔽室内测试的原因测量的是共摸干扰还是差摸干扰测量的是共摸干扰还是差摸干扰频率范围的上限是频率范围的上限是30MHz30MHz电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术电磁屏蔽室电磁屏蔽室电源滤波器通风板电缆接线板通风板电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术LISN的电路 射频输出射频输出 射频输出射频输出注注意意瞬瞬态态高高压压损损坏坏仪仪器器电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术传导发射测试传导发射测试电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术传导发射测试方法传导发射测试方法v频率范围频率范围150KHz-30MHz 150KHz-30MHz 或或 10KHz-30MHz 10KHz-30MHzvL L 和和 N N线分别测线分别测v扫描步长和时间扫描步长和时间v检波方式和最大保持检波方式和最大保持v注意瞬态高压损坏设备注意瞬态高压损坏设备v人工电源网络（人工电源网络（LISN)LISN)的作用的作用电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术骚扰功率测试骚扰功率测试v骚扰功率测试的必要性骚扰功率测试的必要性v频率测试范围（频率测试范围（30-300MHz30-300MHz）v功率吸收钳结构和原理功率吸收钳结构和原理v测试方法测试方法测试布置测试布置测试场地测试场地测试步骤测试步骤电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术功率吸收钳功率吸收钳（Absorbing Clamp）n结构：结构：n1 1）宽带射频电流变换器；）宽带射频电流变换器；n2 2）宽宽带带射射频频功功率率吸吸收收体体和和受受试试设设备备引引线线的的阻阻抗稳定器；抗稳定器； n3 3）吸收套筒，即铁氧体环附件；吸收套筒，即铁氧体环附件；电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术吸收钳结构示意图吸收钳结构示意图电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术吸收钳实物图吸收钳实物图电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术电流环电流环-电流探头电流探头v电流环结构电流环结构v电流环原理电流环原理v电流环应用电流环应用电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术电流环结构电流环结构电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术测试结果测试结果电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术第第3节节 抗扰度测试抗扰度测试v浪涌抗扰度浪涌抗扰度v快速脉冲群抗扰度快速脉冲群抗扰度v静电放电抗扰度静电放电抗扰度v辐射抗扰度辐射抗扰度v传导抗扰度传导抗扰度 抗扰度测试的目的是测试设备承受各种电磁骚抗扰度测试的目的是测试设备承受各种电磁骚扰的能力，也称为敏感度。扰的能力，也称为敏感度。电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术抗扰度检测的基本原理抗扰度检测的基本原理电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术抗扰度测试中的性能判据抗扰度测试中的性能判据vA A：EUTEUT工作完全正常；工作完全正常；vB B：EUTEUT工作性能出现非期望的偏离，但骚扰去除工作性能出现非期望的偏离，但骚扰去除后可自动恢复；后可自动恢复；vC C：EUTEUT工作性能出现非期望的偏离，但骚扰去除工作性能出现非期望的偏离，但骚扰去除后不能自动恢复，需人工干涉才能恢复；后不能自动恢复，需人工干涉才能恢复；vD D：EUTEUT彻底损坏。彻底损坏。电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术一、辐射电磁场抗扰度试验一、辐射电磁场抗扰度试验评估评估EUTEUT对来自空间的辐射电磁场的抗扰度对来自空间的辐射电磁场的抗扰度电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术二、射频场感应的传导抗扰度试验二、射频场感应的传导抗扰度试验v频率范围：频率范围：150kHz80MHz/230MHzv骚扰信号：骚扰信号：80%调幅信号，载波电平：调幅信号，载波电平：1V，3V，10Vv耦合方式：耦合方式：CDNCDN直接注入直接注入/ /电磁注入钳电磁注入钳电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术耦合去耦网络耦合去耦网络没有插入损耗，需要的功率小没有插入损耗，需要的功率小电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术三、静电放电抗扰度试验三、静电放电抗扰度试验模拟操作人员或物体在接触设备时的放电及模拟操作人员或物体在接触设备时的放电及物体对邻近物体的放电，以考察被测设备抵物体对邻近物体的放电，以考察被测设备抵抗静电放电干扰能力。抗静电放电干扰能力。人体放电是主要的静电放电源人体放电是主要的静电放电源电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术静电放电现象静电放电现象电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术静电放电枪产生的放电电流波形静电放电枪产生的放电电流波形电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术静电放电产生干扰的方式静电放电产生干扰的方式v传导方式：静电放电电流直接进入设备的传导方式：静电放电电流直接进入设备的内部电路造成干扰内部电路造成干扰v辐射方式：静电放电时伴随的急剧变化的辐射方式：静电放电时伴随的急剧变化的电流产生的强场在电路信号环路中感应出电流产生的强场在电路信号环路中感应出电压而造成干扰电压而造成干扰电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术直接放电直接放电电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术间接放电间接放电电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术四、快速脉冲群抗扰度试验四、快速脉冲群抗扰度试验v电快速脉冲群用以模拟感性负载断开时所产电快速脉冲群用以模拟感性负载断开时所产生的噪声生的噪声v用来评估电气和电子设备的供电电源端口、用来评估电气和电子设备的供电电源端口、信号和控制端口在受到瞬变脉冲群干扰时的信号和控制端口在受到瞬变脉冲群干扰时的性能。性能。电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术电瞬变快速脉冲群的试验波形电瞬变快速脉冲群的试验波形电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术电瞬变快速脉冲群抗扰度试验配置电瞬变快速脉冲群抗扰度试验配置电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术五、浪涌抗扰度试验五、浪涌抗扰度试验v模拟雷击带来的干扰影响模拟雷击带来的干扰影响v评价设备遭受电力线路和互连线路上大能量评价设备遭受电力线路和互连线路上大能量骚扰时的性能。骚扰时的性能。电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术浪涌抗扰度试验波形浪涌抗扰度试验波形电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术浪涌抗扰度试验配置浪涌抗扰度试验配置电磁场与电磁兼容电磁兼容测量技术