EMC测试范文

EMC测试范文（精选6篇）

EMC测试 第1篇

电磁兼容性 (EMC, 即Electromagnetic Compatibility) 是指设备或系统在电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁骚扰的能力。电磁兼容性实际上要求设备或系统满足三个方面的要求:

(1) 不对其他系统产生干扰。

(2) 对其他系统的发射不敏感。

(3) 不对自身产生干扰。

电梯控制柜和门系统中存在大量电气电子设备, 特别是其中的变频器、开关电源等产生大量的谐波和电磁辐射, 极易干扰电梯主控板、光幕等敏感电气部件。电磁干扰一方面污染电网和空间环境, 另一方面也经常导致电梯误动作, 运行故障, 甚至造成安全事故。因此, 电梯电磁兼容性已经日益受到业内人士及政府部门的重视, 相关标准也陆续发布。本文将从电磁兼容测试出发, 结合理论分析, 探讨电梯电磁兼容设计的基本方法和原则, 为电梯的电磁兼容测试和设计提供一些参考。

2 电梯电磁兼容相关标准、规范

随着电力电子技术在电梯动力装置的广泛应用, 例如可控硅直流拖动系统、交流调压拖动系统、交流变频拖动系统等, 其在完成电能形式变换和功率传送的同时, 不可避免的会产生非正弦波, 通过电源线或以电磁辐射进行传导, 造成电网电压波形畸变, 还会对附近的电气设备产生干扰。另一方面, 现代电梯普遍应用了计算机控制和微电子技术, 相对于传统的继电器控制系统更容易受到干扰。因此, 限制电气设备通过电源或电磁辐射的干扰 (EMI) 以及提高自身抵御外界电磁干扰 (EMS) 的能力成为电梯产品的一项新要求。

电梯安装国家标准GB7588-2003在13.1.1.3中首次提出“电磁兼容性宜符合EN12015和EN12016的要求。”虽然只是推荐性要求, 但这一方面说明电梯相关部门已经开始重视电梯的电磁兼容性, 另一方面也能看出国标的一个发展趋势。

EN12015和EN12016是欧洲的两个关于电梯电磁兼容性标准, 全称是:《EN12015电磁兼容性用于电梯、自动扶梯和自动人行道的产品系列标准辐射》;《EN12016电磁兼容性用于电梯、自动扶梯和自动人行道的产品系列标准抗干扰性》。其中详细规定了电梯EMC的测试项目、测试方法和测试结果的评价等。CE认证的L I F T指令也要求电梯除满足EMC指令外还需满足EN12015和EN12016的相关要求。

此外, 《TSG T700X-2012附件35电磁兼容性型式试验细则》中详细规定了电梯、自动扶梯和自动人行道电磁兼容性 (EMC) 型式试验的测试场地与环境, 样品要求, 型号覆盖说明, 测试项目, 测试方法, 评价标准等。而《GB-T 24808-2009电磁兼容电梯、自动扶梯和自动人行道的产品系列标准抗扰度》和《GB-T 24807-2009电磁兼容电梯、自动扶梯和人行道的产品系列标准发射》中, 也都推荐性的规定了电梯电磁兼容测试的基本内容, 再此不在赘述。

3 电梯电磁兼容性的测试

3.1 电磁兼容测试简介

电磁兼容涉及电磁能量的产生、传输和接收。这三个方面构成了EMC的基本框架。源产生发射, 传输或耦合路径将发射的能量传递到接收器, 发射的能量在接收器中被处理, 产生所期望的或意外的动作, 当在接收器中产生的是意外的动作时, 我们就说发生了干扰。

电磁兼容的理论基础涉及数学、电磁场理论、电路基础、电路基础、信号分析等学科与技术, 其应用范围又几乎涉及到所有用电领域。由于其理论基础宽、工程实践综合性强、物理现象复杂, 所以在观察与判断物理现象或解决实际问题时, 实验与测量具有重要的意义。对于最后的成功验证, 也许没有任何其他领域像电磁兼容那样强烈的依赖于测量。因此, 只有了解电梯电磁兼容测试方法, 才能更好的进行电梯电磁兼容设计。

E M C设计与E M C测试是相辅相成的。E M C设计的好坏是要通过EMC测试来衡量。只有在产品的EMC设计和研制的全过程中, 进行EMC的相容性预测和评估, 才能及早发现可能存在的电磁干扰, 进而采取必要的抑制和防护措施, 从而确保系统的电磁兼容性。否则, 产品定型或系统建成后再发现不兼容的问题, 则需在人力、物力上花更大的代价去修改设计或采用补救的措施。然而, 就算如此也往往难以彻底的解决问题, 而给系统的使用带来许多麻烦。

EMC测试对测试仪器和实验场地的要求极高, 测量仪器以频域为基础, 试验场地是进行EMC测试的先决条件, 也是衡量EMC工作水平的重要因素。EMC检测受场地的影响很大, 尤其以电磁辐射发射、辐射接收与辐射敏感度的测试对场地的要求最为严格, 通常要求在暗室、屏蔽室等中进行。

3.2 电梯电磁兼容测试的特点

(1) 电梯负载大。电梯作为垂直交通工具, 其工作负载极大, 可达数十千瓦, 考虑到型号覆盖时必须选型号系列中最大功率的型号进行测试。因此, 对实验设备的要求极高。一般高层电梯功率可达30千瓦以上, 高速, 超高速电梯的功率更大。很难在测试中模拟如此大的负载, 因此实际测试中一般都是空载运行。

(2) 电梯体积大, 相关零部件多。电梯整梯包括曳引系统, 门系统, 控制系统等8大系统, 体积大, 零部件多, 很难将整梯整体安装在暗室中进行测试。

(3) 电气部件分布较分散。电梯电气部件分散在机房、井道、轿厢等个系统中。这也给测试中的部件布置, 布线造成困难。幸运的是, 这些分散的零部件相对集中的分布在控制柜、门系统中, 这又为测试提供了一定的方便。

3.3 电梯电磁兼容测试的硬件准备

由于电梯体积较大, 不可能把整部梯放入试验室测试, 可以将电梯、自动扶梯和自动人行道的机械部分去掉, 然后拆分成不同的组成部分 (装置组合) 或整个系统进行测试, 一般分为机房控制柜部分, 轿厢门系统和井道部分。

(1) 控制柜。控制柜有分体式和一体式两种, 控制柜中包含了电梯的大部分电气部件, 包括变频器, 主板, 开关电源、滤波器等。其中变频器、开关电源等是重要的电磁传导、辐射源, 主板是最重要的传导、辐射敏感部件, 而滤波器则是最重要的传导干扰预制器件。因此控制柜是电梯最主要的电磁兼容设备, 也是电磁兼容测试的重点。

(2) 电缆。另一个对电磁兼容性有较大影响的是电缆, 电缆是传导干扰的耦合路径, 能吸收和发射辐射干扰, 电缆的长度也将极大的影响电梯的电磁兼容性。E M C测试要求样梯在模型运行工况下进行测试, 这就要求所有涉及部件需按电气原理图进行连线, 因此所涉及部件间的连接电缆都必须按实际规格准备。电缆的长度小于5米的, 取实际长度;电缆长度大于5米的最小取5米。此外, 应特别注意随行电缆, 随行电缆的挠度较差, 应尽量长些, 以方便现场布线

(3) 门系统。门系统包括门机控制器, 门机马达, 门机架子和光幕等。门机控制器经常也是一个变频器, 是另一个重要的干扰源, 门机马达和门机架子作为负载主要用于模拟实际运行工况, 门机架子可用小比例的门机架子;光幕一般无需安装在门机架子上, 只需相对平铺在底板上可正常对射即可。

(4) 曳引机。曳引机是控制柜的负载, 为保证测试结果的可覆盖性, 同时为加长电梯模拟运行中的加、减速过程, 应尽量按匹配的最大功率进行选择。

(5) 其它。电梯外招板、楼层板、检修箱等其它部件都应按实梯进行接线。

首次测试一般完全按照实梯进行配置, 在实际测试中若出现不满足要求的情况时, 测试机构对可能的原因进行分析后, 会给出增加、更换零部件等建议。修改后再次进行测试, 直到样梯通过测试为止。因此, 应准备相应备件以方便现场直接更换。经常可能用到的备件包括滤波器、开关电源、磁环、屏蔽线、光幕等。

3.4 电梯电磁兼容测试项目及注意事项

电梯电磁兼容测试一般包括干扰测试和抗干扰测试, 干扰测试包括辐射发射试验, 传导发射试验和谐波电流发射试验;抗干扰试验包括电快速瞬变脉冲群抗扰度实验, 电压暂降、跌落及短时中断实验, 浪涌 (冲击) 抗扰度实验, 静电放电抗扰度实验, 射频电磁场辐射抗扰度试验和射频场感应的传导抗扰度试验。电磁兼容测试的具体方法在《TSG T700X-2012》、《GB-T 24808-2009》和《GB-T24807-2009》中有详细的规定, 且EMC测试一般都由专业测试人员进行, EMC测试的具体测试方法本文不再赘述。不过考虑到实际测试中, 产品EMC性能能够在测试中一次通过的少之又少, 经常都要通过对在测试过程中发现的问题不断的改进, 直到最终设计完成。EMC大多反映在系统的频域特性中, EMC所关注的电磁频率极宽, 范围覆盖从工频 (50Hz) 到1GHz, 其中有三个敏感带。

(1) 低频段。从工频 (50Hz) 到2KHz, 一般从主电源电路耦合进出, 表现为谐波形式, 最大到工频的40阶谐波 (2KHz) 。这一频段的干扰一般认为处于电抗器的滤波范围, 添加电抗器将能极大的提高产品在该频段的E M C性能。但应考虑电抗器与负载的匹配。

(2) 中频段。从0.15~30MHz, 该频段电磁波波长小, 易于从电缆中进行传播, 且其在电缆中传播过程中也可以从线缆中辐射进空间。这一频段的干扰一般认为处于电源滤波器的的滤波范围, 添加电源滤波器将能极大的提高产品在该频段的E M C性能。但滤波器的选型应与电源和负载匹配, 测试中可备多个滤波器, 通过不断匹配寻找到最优的滤波器。

(3) 高频段。30M~1GHz, 该频段电磁波波长大, 易于直接向空间辐射。但其辐射往往又会被电缆吸收。添加电抗器和电源滤波器在提高低频段和中频段E M C性能的同时都会同时提高高频段的EMC性能, 也可以通过添加磁环等来提高相关性能。

此外, 应特别注意那些干扰发射源, 特别是高频开关器件 (开关电源或其组件等) , 对这些零部件都应认真仔细的进行选择。

4 电梯电磁兼容设计

研究表明, 在产品开发过程中, 越早的开始考虑产品电磁兼容性, 产品花费在电磁兼容性上的支出将越少, 我们不能等到产品定型, 测试, 甚至是使用后再考虑这些问题。在产品定型后如果发现EMC性能不满足要求再来更改设计将严重拉长产品开发周期, 增加开发费用, 因此, 必须在产品设计开始阶段就开始考虑E M C问题。EMC设计的因变量多, 设计复杂, 篇幅所限, 本文将只给出电梯E M C设计中需要遵循的基本原则。

(1) 从设计出发。提高电梯EMC性能最有效的方法就是在产品设计初期就重视E M C的设计。这就要求工程师在产品设计初期就摒弃一些根深蒂固的观念。首先, E M C往往考虑高频的电磁能量, 在低频中使用的电路规律往往不再有效, 应考虑高频信号传输中的集肤效应、阻抗匹配、信号返回路径设计等在低频或直流电气设计中无关紧要的因素。其次, 应时刻注意电子元器件永远工作在非理想状态, 导线必须要考虑其电感、电容和损耗, 功率器件可能工作于非线性区域, 方波上升沿越短其高频辐射越大, 而这些都是EMC发射过大的重要因素。

(2) 阻抗匹配。根据传输线原理, 当信号在传播中遇到阻抗不连续 (如从传输线进入负载) 即会产生反射波, 反射信号叠加在原信号上将会改变原信号的形状, 造成信号的缺失或失真, 影响信号的正常传输。反射系数:当负载阻抗RL等于传输线特性阻抗ZC时, Γ=0, 负载不产生反射信号。可以看出信号从传输线进入负载时不发生反射的条件是负载电阻等于传输线特性阻抗。因此, 应该在电路板信号传输和系统通信走线 (CAN通信等) 时保证系统的阻抗匹配。

(3) 有效的屏蔽。屏蔽就是对两个空间区域之间进行金属的隔离, 以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射。屏蔽体对来自外部的干扰电磁波和内部电磁波均起着吸收能量、反射能量和抵消能量 (电磁感应在屏蔽层上产生反向电磁场, 可抵消部分干扰电磁波) 的作用, 电梯控制柜设计中经常会采用分体式设计, 将干扰源 (变频器) 与敏感电气部件分开布置, 可以达到很好的效果, 采用一体式设计时也经常使用金属隔板将各部隔开。然而屏蔽并不总是有效的, 屏蔽层表面的开孔 (走线孔, 通风口等) 、不合理的走线和使用不好的屏蔽材料等都将可能使屏蔽失效, 不合理的接地也将使屏蔽电缆的屏蔽效果降低, 甚至会增加干扰。

(4) 正确的接地。在电路设计中一般认为接地是提供电位参考点, 为电磁干扰提供泄放通道, 然而在高频电路设计中这种说法是不准确的。要建立分布参数的概念, 高频信号传输时, 金属导线都要看成是由电阻、电感构成的器件。在加上分布电容的存在, 与接地引线构成电气谐振回路。接地电流流经接地线时, 会产主传输线效应和天线效应, 当线条长度为1/4波长时, 可以表现出很高的阻抗, 反而成为向外辐射的天线。此外, 接地板上充满高频电流和干扰场形成的涡流。

(5) 滤波技术。实际上如果在电源端不添加滤波器的话, 几乎没有任何电子产品能符合传导发射规定的要求。一些产品可能看上去没有滤波器, 实际上在其电源输入端都有由电容和电感组合而成的滤波器。此外, 电梯中经常使用独立的滤波设备来提高系统电磁兼容性。常用的包括电抗器和滤波器, 电抗器包括直流电抗器和交流电抗器, 用于滤除谐波干扰, 平滑波形, 抑制启动电流波动;滤波器有输入侧滤波器和输出侧滤波器, 用于降低传导发射和传导抗扰度。

5 结语

本文在对电磁兼容相关标准进行分析的基础上, 阐述了电梯电磁兼容测试的测试特点, 硬件准备, 注意事项;在电磁兼容基本原理分析的基础上进一步研究了测试过程中提高电梯电磁兼容性的方法。最后探讨了电梯检测兼容设计的基本原则和方法, 对电梯电磁兼容性的测试和设计有一定的指导意义。电磁兼容性的提高, 一方面降低了对公共电网和邻近空间的电磁污染, 另一方面提高了电梯系统自身的抗干扰能力, 有效降低电梯故障率, 使电梯能够更安全、稳定的运行。

摘要：随着电梯电气控制系统的复杂化, 小型化, 特别是变频调速和微机控制的大量使用, 电梯的电磁兼容性日益受到人们的重视。本文将从电磁兼容测试出发, 结合电磁兼容理论分析, 探讨电梯电磁兼容设计的基本方法和原则, 为电梯的电磁兼容测试和设计提供一些参考。

关键词：电梯,电磁兼容,EMC测试,EMC设计,频谱分析,接地

参考文献

[1]张健.电梯控制柜的电磁兼容测试[J].木工机床, 2011, (1) .

[2]迟迪.阐述通讯开关的电磁兼容性[J].城市建设理论研究, 2013, (33) .

[3]李明阳, 李桂平, 代清友.电梯产品电磁兼容性研究[J].装备运用与研究, 2012, (6) .

EMC测试的三个原则 第2篇

如果在新产品开始设计之前，你能花费一点儿时间到几个EMC测试实验室看一看，你可以了解到什么呢?那里的专家们将会帮你如何使你的产品符合市场要求，同时又帮助你节约时间和金钱。

我们询问过几位专家，对来访者，他们会说些什么呢。下面就是他们的回答。建议包括：制定，EMC的相容性、产品设计的兼容性、预测试、安排实验室测试阶段以及重做时间等等。

找一个EMC培训班

在新产品设计之前，值得优先考虑的一件事情是去参加由EMC专家主持的在某个检测实验室举办的培训班。DLS电子系统公司的总经理布雷恩·马特森说：“我们建议所有的设计工程师都应该接受EMC技术的培训，这可以通过继续教青课程来实现。”

他说：“培训使设计者们了解有关EMC测试技术的知识以及实用的设计技术，以帮助他们通过未来的预合格测试和合格测试。然后在设计的先期阶段，通过EMC实验室的服务，研究测试计划和方法以使测试获得成功。”

测试准备

EMC测试实验室希望你的产品能够顺利通过他们的测试。当然，并不是每次都能如愿。但是你可以增加你成功的机会。

Trace实验室的高级工程师布鲁斯·柯里先生提议，应该在设计PCB板(印刷电路板)和机壳之前就必须考虑EMC的要求。安排测试之前参观一下实验室，定义错误模式，并确定监控性能的最佳方式。

TCV Rheinland公司的EMC项目经理蒂姆·德威耶先生特别提到，在测试计划中应该让实验室成为你的合作伙伴。蒂姆·德威耶先生解释说：“在设计时就应该为滤波器、屏蔽和接地元件留有余地，以帮助产品合格。将这些元件带到测试实验室备用。即使最终证明没有必要，它们仍然是一种有益的投资。”

大多数测试实验室有规范的准备工作核对清单。利用它作为测试方式、操作时间、配置、附件、支持设备及电缆等各方面的提示。

Elliontt实验室的技术主管托马斯·帕克先生提醒我们：“了解你的产品打算销售到何处，并掌握该市场所在地采用的测试标准。计划如何对付官方的障碍，确定最难通过的测试项目。最初应该尽可能多的采取措施以符合EMC的要求，然后再删除你认为不必要的措施。”

NorthwestEMC的总经理迪安·戈海森先生把对无线发射机性能的严格规定作为复杂标准的例子，以及对实验室有重大的潜在影响的例子。迪安·戈海森先生说：“在开发测试项目之前，实验室必须对标准的要求具有透彻的理解。包括了解所有计划生产该产品的国家，以及研究这些国家的测试要求。”

与测试实验室合作，让你的产品能够在当地实现预期的工作模式，并提供所有的外设和电缆。Garwood公司EMC实验室总监埃里克·恩盖耶先生解释道：“您要确保设备在实验室接收之前运转正常，告诉实验室人员该设备如何构成及其功能。还得留出时间来解决测试过程中发现的问题。”

在测试现场没有弄虚作假的情况。合格的产品每次都能通过测试，不合格的产品则无法通过。

U.S.Technologies公司市场销售部主任斯科特·普劳菲特先生说：“你必须把电磁兼容性设计到产品之中，而没有其他捷径可走。”斯科特·普劳菲特先生和其他一些专家已经见过很多因忘记这一事实而苦恼的设计者。

抢先一步

如果在设计过程中能够对产品进行粗略的预合格测试，可以大大提高该产品在独立实验室通过EMC测试的可能性。这些测试并不十分昂贵，而且从长远来看还可以节约时间和金钱，并且可以免除你的后顾之忧。

普劳菲特先生认为，不能忽视你所选择的EMC测试实验室，预合格测试应该在实验室的指导下进行。他说：“你可以在实验室和产地分别对产品进行测试，并比较测试结果。当然，在两个地点的测试结果并不

是想象中的完全相同，因为在两个实验场地的反射和环境噪声各不相同。正确规划的预合格测试通常能帮您通过产品检测。”

有些时候，你可能试图省略预合格测试来缩短产品占领市场的时间。这不是一个明智的想法。TUV Rheinland公司德威耶先生提醒道：“这样做通常会出现适得其反的结果。因为在预合格测试中发现的问题，可能需要重新设计、重新改造以及重新测试才能解决。我们鼓励客户在设计阶段就向我们咨询，并尽早用一台样机甚至是一个相似的产品实施预合格测试。延长计划是没有必要的，我们可以实施很有益的抗扰度和发射预测试，并预付适当的费用。”

U.S.Technologies公司普劳菲特先生继续对这一主题发表看法：“当然，后来所做的修改会使先前的测试数据无效。但是，这些测试数据有助于产品的进一步改进。”

对设备的挑战

请记住，你的产品测试要求只是众多要求中的二种。在EMC实验室中每个测试流程都是唯一的。有些测试流程是简单的、麻烦较少的，而有些则具有非常有趣的挑战性一一有时甚至是难题。

例如，一个超大型的系统会使测试实验室的工程师们费尽心机。马特森先生讲述了DLS Elmtronic Systems公司对上述难题的一些处理方法。

“为了在开阔场地进行测试，我们建造两座很大的带侧楼的大楼，我们还安装了承重达16000磅的大型 转台，为敏感度测试购置了一座带有9间屏蔽室的大楼。另外，我们也扩建了电波暗室。对于上述设施，我们都配备了大型的门和装卸设备。”

然而还有一些极端的情况。马特森先生继续说：“当被测设备太大太笨重，以致于大型设备也不够用

时，我们可能要把它拆开，分别测试，只要所有电器部件能被放进电波暗室，并且可以模拟出一种典型的工作模式。”

“在最糟糕的情况下，上述办法也无法解决问题。我们就制定一个特殊的测试方案，以及对测试原理的书面解释报告。有一次，我们所测试的产品整整占据了客户的一个仓库。在检测计划获得主管部门的批准之后，我们在现场进行了测试。”

在U.S.Technologies公司，有一次要使用几台叉式万能升降装卸车协同工作才能调动一个被测产品。另外，一个地面通讯站的天线基座则需要独特的测试方案。National Technical System公司甚至还架设了起重机搬运产品，并在客户的制造工厂进行测试，因为尺寸太大过于影响测试的方便性。

对于大型而又复杂的产品，实验室人员非常愿意参观你的设备，并与你共同计划测试程序，他们还可能建议在现场做一些测试。

产品的复杂性可能产生另外一种挑战。有些测试需要特别的固定装置。

Elliott实验室的帕克先生说：“尽量提前准备通常是必要的。复杂的激光系统包括高功率、独特的检查和排除故障的设备和技术。无线产品的技术要求与其它产品的测试要求不完全一致，而且每年都会出台更多的标准。”

高频产品，尤其是应用了扩频技术的高频产品，需要特殊的实验设备完成测试工作。测试高功率发射机是一项艰巨的任务，为了预防非线性，必须非常谨慎地进行谐波测量。

EMC测试 第3篇

依据项目要求,研制一种用于测试飞机内部电磁环境相关信号和电源线上产生的干扰发射电平电磁辐射的设备。低频模拟信号光传输设备采用光电转换技术,加上相应的控制逻辑,与频谱分析仪结合使用,可精确测定飞机内部真实的电磁模拟信号。

1 EMC测试光导传输设备的设计

飞机内部有许多辐射源,会在相关信号线和电源线上产生干扰发射电平,为确保飞机内部各机载设备之间能互不干扰地正常工作,在设计EMC测试光传输设备时,不仅需要采用高精度的A/D芯片以精确测试出其电磁信号,用于评估飞机电子系统、内部设备及互连电缆对电磁辐射的承受能力,还要保证被测的电磁信号在传输到频谱分析仪的过程中不被飞机内部电磁环境所干扰,所以需要把采集到的电磁信号转变为光信号进行传输,通过使用光纤传输,以完全避免电磁辐射信号的干扰,确保被测电磁信号的准确性,并提高设备的可靠性。

2 设备的构成和结构框图

EMC测试低频光导传输设备由光发送单元和光接收单元组成。光发送单元由背板、控制板(包括电源单元、测试信号发生器单元及控制电路单元)、10MHz通道发送板(2通道)以及1MHz通道发送板(6通道)组成;光接收单元由背板(包括电源单元、IEEE488接口单元)、10MHz通道接收板(2通道)以及1MHz通道接收板(6通道)组成。如图1所示。

3 EMC测试低频模拟信号光传输设备的实现

3.1 1MHz模拟光通道设计

EMC测试低频光导传输设备1MHz模拟光通道包含6个低频模拟信号光传输通道,6个低频传输通道的信号频带为100Hz~1MHz,采用1550nm单纵模DFB激光器和AM直接强度调制技术,通过6芯单模光纤传输,原理框图如图2、图3所示。其原理是将100Hz~1MHz的低频模拟信号直接调制在高性能激光器上,调制成光强随信号幅度变化的激光,通过光纤进行长距离传输;接收端通过PIN光电探测器检测和宽带低失真运放的放大,将光信号还原为电信号。这种模拟光传输方式通过对器件的优选保证设备具有较高的信噪比和较低的失真度。

3.2 10MHz模拟光通道设计

2路10MHz模拟光传输通道的信号频带为DC~10MHz,采用模数-数模的全数字调制方式,在单芯单模光纤中以1310nm波长激光传输。发送时对2个模拟传输通道高速采样,进行A/D转换,通过光电转换电路,再复用到一根光纤上传输;反之,接收时,首先对从光纤上来的高速数字信号解复用成数字信号,进行D/A转换,还原成模拟信号。图4和图5为10MHz通道的原理框图。由于10 MHz通道的传输信号频率已经比较高,为保证信号质量,本方案的2个10 MHz通道均采用8位A/D、D/A转换器,采样速率为6 0 M H z,理论上1 0 M H z通道的信噪比S N R≈(6.02N+1.76)d B,可达48d B(用户要求为36d B)。

3.3 控制电路设计

根据设备功能的要求,EMC测试低频模拟信号光导传输设备的光接收机提供IEEE-488接口,EMC站主控系统通过IEEE-488接口对EMC测试低频模拟信号光传输设备发控制命令,光接收机则通过专用控制光纤将控制命令传至发送端(位于测试现场)。综合上述要求,设计EMC测试低频模拟信号光传输设备的发送端和接收端之间一共需要三根光纤,分别用于传输10MHz信号(已经数字化并2路复用一根光纤)、1MHz信号(已经数字化并6路复用一根光纤)及控制信号(本设备的控制信号为RS232数据)。

3.4 抗干扰设计

EMC测试低频模拟信号光导传输设备为了精确测定飞机内部真实的电磁辐射信号,所以提高设备的抗电磁干扰能力尤为重要,为此,主要考虑以下方面:光发送部分和光接收部分的机箱内要四周密封,内部采用金属隔离物以避免电磁干扰。发送端的AM激光器和接收端的PIN光电探测器也通过金属围栏与控制电路相隔离,通过内部隔板的电气连线都经滤波电容过滤。在电源抗干扰方面必须把数字电源和模拟电源分开,避免数字信号干扰模拟信号。同时,优异的去耦和出色的滤波也是降低噪声的有效途径,常用的做法是在电源输入和输出管脚加去耦电容和旁路电容,去耦电容使电源模块去除交流成分后的直流,使得瞬态电流可以回流到地;旁路电容能消除高频辐射噪声和抑制高频干扰。

4 结语

本文采用光强直接调制和光电转换技术,同时结合频谱分析仪实现了对飞机内部低频电磁辐射信号的准确测试,其技术实用而且可靠,通过实践检验,该设备不仅可用于对飞机内部的电磁测试,还可以用到其他的电磁环境测量中,应用前景广泛。

参考文献

[1]韦乐平.光同步数字传输网[M].北京:人民邮电出版社,1996,4.

[2]陆应华.电子系统设计教程[M].北京:国防工业出版社,2005,2.

郑军奇EMC设计与测试案例分析 第4篇

开课信息: 开课日期（天数）2012/4/26-27

上课地区 上海

课程编号：KC1414 费用 2800

更多: 无

招生对象

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从事开发部门主管、EMC设计工程师、EMC整改工程师、测试经理、工程师等人员 【主办单位】中 国 电 子 标 准 协 会 培 训 中 心 w w w.W a y s.O r g.C n 【协办单位】深 圳 市 威 硕 企 业 管 理 咨 询 有 限 公 司 课程内容

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课程背景

随着中国加入WTO，如何使自己的产品在国际及国内市场中满足电磁兼容（EMC），从而快速低成本的取得相关认证，许多企业面临这样一个现实问题！但目前大多电子企业研发人员没有很好掌握EMC的设计方法和建立一套完善的EMC流程，导致多数产品在后期不能顺利的通过测试与认证，影响了产品的上市进度。为了帮助企业导入正确EMC设计策略,同时研发工程师掌握正确的EMC设计方法，从产品设计源头解决EMC问题，将可以减少许多不必要的人力及研发成本，缩短产品上市周期。

课程提纲：课程大纲根据报名学员要求，上课时会有所调整。

一、EMC测试及EMC设计基本概念 1.1什么是EMC和EMC设计 1.2EMC测试是EMC设计的重要依据 1.3理论基础

二、结构/屏蔽与接地案例分析

2.1产品设计机械结构、屏蔽与接地的EMC设计分析方法

2.1.1产品中各个部件在产品中相对位置EMC结果的影响 2.1.2屏蔽设计原则与实践

2.1.3产品如何设计接地？（接地点如何选择，接地如何实现，接地的真正EMC意义是什么？）2.1.4如何处理PCB与金属外壳之间的关系？ 2.1.5如何利用金属外壳提高产品EMC性能 2.1.6如何从产品构架上判断产品EMC性能 2.1.7浮地设备应该如何从结构上处理EMC问题？

案例:①传导骚扰测试中应该注意的接地环路②辐射从哪里来③“悬空”金属与辐射④伸出屏蔽体的“悬空”镙柱造成的辐射⑤压缩量与屏蔽性能⑥开关电源中变压器初次级线圈之间的屏蔽层对EMI作用有多大⑦接触不良与复位⑧静电与螺钉⑨散热器与ESD也有关系⑩怎样的接地才是符合EMC

三、电缆、连接器与接口电路案例分析 3.1为什么电缆是系统的最薄弱环节 3.2接口电路是解决电缆辐射问题的重要手段 3.3连接器是接口电路与电缆之间的通道 3.4电缆、连接器的EMC分析方法 3.5屏蔽电缆的设计与应用 3.6屏蔽层如何接地？

3.6.1屏蔽层是双端接地还是单端接地？ 3.6.2电缆与地环路

3.6.3设备互联何时会出现地环路？ 3.6.4地环路对电路干扰的实质 3.6.5出现地环路时如何解决？

3.6.6屏蔽电缆双端接地与地环路 案例:①由电缆布线造成的辐射超标②Pigtail"有多大影响③接地线接出来的辐射④使用屏蔽线一定优于非屏蔽线吗⑤音频接口的ESD案例⑥数码相机辐射骚扰问题引发的两个EMC设计问题⑦电源滤波器安装要注意什么 3.6.7总结与分析方法

四、滤波与抑制设计案例分析

滤波器及滤波器件 4.2电容器的EMC分析 4.3电源端口滤波电路设计方法 4.4信号端口的滤波电路设计方法 4.5防浪涌电路中的元器件 4.6电源端口的防浪涌设计方法 4.7信号端口的防浪涌设计方法 4.8相关案例分析

案例：①电源滤波器的安装与传导骚扰②输出口的滤波影响输入口的传导骚扰③接口电路中电阻和TVS对防护性能的影响④防浪涌器件能随意并联吗⑤防雷电路的设计及其元件的选择应慎重⑥防雷器安装很有讲究⑦低钳位电压芯片解决浪涌问题⑧选择二极管钳位还是选用TVS保护⑨铁氧体磁环与EFT/B抗扰度

五、PCB设计方法及案例分析 5.1PCB EMC分析理论基础 5.2PCB中地平面对EMC的重要性 , 5.3如何设计地平面? 5.4PCB中的串扰如何防止? 5.5PCB中的辐射如何产生及如何抑制? 5.6PCB中的各种场耦合如何产生,及如何抑制? 5.7数模混合电路如何设计? 5.8相关案例分析

案例：①“静地”的作用②PCB中铺“地”要避免耦合③PCB走线是如何将晶振辐射带出的④地址线引起的辐射发射⑤局部地平面与强辐射器件⑥接口布线与抗ESD干扰能力 5.9PCB 设计 EMC分析方法总结

讲师介绍

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 郑军奇

EMC测试 第5篇

FCC (Federal Communications Commission) , 是美国政府中的一个独立型的机构, 它直接负责国会的所有系统检测。FCC 15.247只是FCC中的一种型号设定, 它的型号有很多种, 比如:FCC 15.209、FCC 15.207等等的型号分类。利用无线电广播、卫星、电视和电缆, 负责调解国内与国际的通信系统设备, 这个任务涉及到美国五十多个州以及哥伦比亚等地区。依照美国联邦机构的通讯类的相关法律法规的制度, 除了一些相关法律特别规定的产品不需要EMC认证, 凡是要进军美国市场的电子类的产品都要有EMC的认证, 相对于FCC无线电子产品存在着特殊的规定要求, 用EMC的测试方法去测试, 则测试的主要有三个项目, 分别是:辐射发射 (RE) 、传导发射 (CE) 、无线带宽。下面分别对这几个项目进行的EMC测试方法进行研究。

二、FCC15.247无线电子产品的EMC测试和方法

2.1辐射发射

在检测辐射发射数据时, FCC进行EMC测试需要在3米测试距离, 通常利用3米的暗室电波, 并且以30MHz—1GHz的准峰值检测, 但是在1G偏上的频率需要以平均值检测。检测数据的仪器值的设定需要根据国家无线电干扰, 特别是委员第十六号的规定设定, 让测试设备 (EUT) 正常工作, 这两种测试数据方法得出的结果要符合B类所限定的值, 这样才能让消费者放心使用。

2.2传导发射

采用传导发射的EMC检测数据时, (EUT) 受试仪器要以CISPR所限定的方式检测, 阻抗稳定网络 (LISN) 跟电源端子的结合, 它的检测频率需要在0.15-30MHZ之间, 接收机要以准峰值及采用峰值这二种测试波形的方法测试。

2.3无线产品带宽的要求

1、数字调制系统 (DTS) 。

采用数字调制系统 (DTS) 测试方式时, FCC的具体要求如下:所受测式设备 (EUT) 必须在500k Hz以上及6d B带宽以上。在检测过程中, 所受检测仪器 (EUT) 需要将仪器的天线接口连接到频率分析仪器上, 中心频率则需要采用频带载波所在频率, 然后再来分析500k Hz是不是小于6d B带宽的宽度。在检测过程中要分别测试高频、中频和低频这三个频段的数据。

2、跳频系统 (FHS) 。

在跳频系统 (FHS) 测试方式中, FCC具体要求如下:所受测试设备 (EUT) 的跳频载波频率相隔必须在跳频频道20d B带宽及25k Hz以上。在跳频系统测试中, 跳频系统随意选取跳频频率时, 所受测试设备 (EUT) 应当精确跳频到所相应的频率。在此过程中频率应被平均分配, 传输器上的跳频频道应当跟系统所收到的输入带宽所相配对, 所传输的信号应当跟频率的跳动所同步, 检测步骤跟以上所提数字调制系统一致。如下表2-1所展示, FCC15.247 (a) (i) (ii) (iii) 分别描述了跳频系统中20d B带宽的要求。

除去跳频系统中20d B带宽的要求, 则还要测试跳频系统中的频道数目和频道所占用的时间要求, 如下表2-2中所展示。

2.4最大峰值输出功率的要求

2.4.1数字调制系统 (DTS)

在采用数字调制系统 (DTS) 测试方式时, FCC需要所受测试仪器 (EUT) 最大输出功率的最高值应小于1W (30d Bm) , 在测试过程中, 将所受测试仪器 (EUT) 的天线接口与衰弱器连接到功率计上, 根据电缆绳及衰弱器以及功率计显示的数据相加得出所测数据值, 测试过程要以高中低三个频段进行测试, 这样才更加精准有效。

2.4.2跳频系统 (FHS)

相对来说跳频系统 (FHS) , FCC要求受试设备 (EUT) 跳频载波频率分开至少25k Hz, 或跳频系统中至少20d B带宽要求, 如表2-1所示。所测试的内容和上述所涉及的数字调制系统是一样的步骤。FCC15.247 (b) (1) 和 (2) 都具体描述了最大峰值输出功率的要求, 如下表2-4所示。

三、结论

本文探讨并研究了FCC 15.247无线电子产品中的EMC测试和方法。采用辐射发射 (RE) 、传导发射 (CE) 、无线带宽三种测试方法来进行分析和介绍, 产品最初会呈现出下降的趋势, 其原因主要是因为提高了EMC设计考量意识和减少了EMC软件的使用等等因素。将这两种原因结合起来, 可以更好地提高产品的EMC测试的成功率。

参考文献

[1]谭垒.大电流升降装置在断路器EMC测试中的应用[J].电气应用.2015 (8) :80-82.

[2]佚名.北京航天自动控制研究所电磁兼容性 (EMC) 试验中心[J].航天控制.2014 (6) :33-34.

[3]肖玲.无线通信产吕电磁兼容测试系统建设研究[D].华南理工大学.2012 (9) :11-14.

[4]赵磊.电子产品的电磁兼容 (EMC) 设计问题[J].家用电器科技.2000 (4) :41-43.

EMC测试 第6篇

物联网全面开发测试验证工具

产品最终的应用目的 (是家庭使用、汽车使用或者是工厂环境使用?是中国国内销售还是出口到欧美?) 决定了物联网开发测试验证工具需要遵循的规范, 而需要遵循的EMI规范又决定了需要的测试工作。此外, 不同行业对EMI规范的定义也有所不同。

传统的EMI一致性测试是穷尽式测试, 耗时较长, 在产品开发的最终阶段发生EMI测试失败可能会导致昂贵的重新设计成本, 并会耽误产品上市;此外, 在认证实验室中进行全面一致性测试成本可能会很高 (每天的费用在1, 000~3, 000美元) 。为了不影响产品的上市周期及最大限度降低成本, 预一致性测试通常会用在早期阶段进行一致性问题检测。这将大大提高通过全面EMI一致性测试的成功概率, 而不需要额外的重新设计, 从而有效地缩短了产品开发周期;另外, 预一致性测试设置相对简单, 通过适当的设备和规划, 可以成为设计调试中的重要工具。

泰克科技一直以来坚持将业界广受欢迎的信号分析软件扩展到多个平台应用的策略, 这让工程师能够获得相同的测试界面, 同时也使他们能够在较短时间内进行更多新功能特性的测试。泰克先后基于MDO4000B和Signal Vu-PC电脑推出了Wi Fi分析功能, 并增加了对蓝牙的测试功能。他们将会稳步地发布新软件, 所有新的功能都将在Signal Vu软件上以及任何可以运行该软件的平台上实现。因此, 当前的功能和未来将会实现的功能都将在RSA5000、RSA6000以及泰克所有基于Windows平台的示波器上实现。这意味着在采用Signal Vu软件进行测试时, 所有分析平台都会有相同的外观以及使用体验。如图2所示, 泰克科技测试产品组帮助工程师轻松应对包括实时频谱分析、802.11xx分析、蓝牙无线分析、蜂窝调制分析和EMI预一致性分析等Io T产品开发中的各种信号分析挑战。

使用频谱分析仪执行低成本EMI预一致性测试

RSA306实时频谱分析仪 (如图3所示) 是一款适合EMI预一致性测试的测试解决方案, 特别适合Io T应用中对简便操作和经济性的要求。这些功能特性覆盖了当前的大部分主流Io T应用。该频谱分析仪支持9k Hz~6.2 GHz频率范围, 可捕捉高达40MHz带宽的射频信号。如IEEE802.11n的无线通讯信号, 对于动态范围为-160d B m至+2 0 d B m的通讯信号, 可检测的最小持续时间可达到100us;免费标配Signal Vu-PC的功能, 包括幅度、频率、相位随时间的变位, I/Q信号分量随时间的变位、频谱、瀑布图和AM/FM/PM调制信号的分析等。

在预一致性测试中放射辐射测量和传导辐射测量是两项非常重要的测试项目, 它们很大限度地减少了产品通过EMI认证所需的费用和时间。我们将通过两个实测案例分析基于RSA306实现放射辐射和传导辐射测试方法。

1.放射辐射测量分析

该放射辐射测量分析案例中, 使用的是一米和几厘米两种距离。降低被测设备 (DUT) 与测试天线之间的距离会提高DUT信号强度与RF背景噪声之比, 但近场测试结果并不会直接转换成EMI一致性测试中使用的远场测试信号。因此, 在得出结论时必须慎重增加预放以提升相对DUT信号电平。

测量中使用了三台成本非常低的PC板对数周期天线和一台双锥天线。这些天线安装在三脚架上, 放置简便。天线因数 (AF) 和电缆损耗可以输入到RSA306, 校正场强。双锥天线用于接收20-200 MHz频率的信号, 较长的波长要求较大的天线, 由于其中包括许多无线广播频率, 因而, 背景噪声也可能是一个问题。

在把天线校正因数和电缆损耗输入RSA306后, 打开峰值检测器电源, 设置极限行;调节极限行, 使之适应测试环境。在打开DUT电源前, 一定要评估和分析测试环境特性 (如图5 (a) 所示) , 从而确定在极限行和环境噪底之间是否有足够的信号空间、是否有可以降低的已知信号以及是否需要把测试设置移到更安静的环境。

如果对背景噪声满意, 打开DUT电源, 两项测量之差即为来自DUT的辐射 (如图5 (b) 所示) 。在本案例测试中, 使用已经通过EMI一致性测试的泰克Wi Fi演示电路板, 没有检测到失败。如果已经正确设置测试, 没有什么东西接近极限行, 那么这可能意味着已经可以准备进行一致性测试;如果在这个阶段发现问题, 那么可能要求进一步诊断和修改设计。RSA306上提供了一致性测量, 同时也支持诊断, 熟悉DUT设计的工程师可以进一步确定问题信号。

2.传导辐射测量分析

图6为传导辐射测量设置的方框图, 被测器件是笔记本电脑使用的通用AC/DC电源适配器。很多Io T电子产品的预一致性测试与此相似。

传导辐射测量分析时, 需要注意以下几点:

1) 由于LISN放电可能会损坏频谱分析仪前端, 因而, 一定要先从LISN上断开频谱分析仪的输入, 然后再从20L16IS电N子产中品拔世界下-p电ick源;

2) 在传导辐射测量中, 使用的是LISN而不是天线。LISN是一种低通滤波器, 放在AC或DC电源与DUT之间, 可以创建已知阻抗, 提供一个RF噪声测量端口。它还把不想要的RF信号与电源隔开。同时, 增加一个预放也是提升相对DUT信号电平的好方法;

3) 另外, 50 Hz或60Hz电源上传导的干扰对某些设计可能也是一个问题。大多数传导EMI测试规定了9 k Hz~1 GHz实测频率范围, 但在需要时也可以在更低频率上测量信号。

对于低频测量, 泰克RSA5100系列实时频谱分析仪可以覆盖直到1 Hz以下的频率范围。为较有效地测量传导EMI。可以使用两个LISN:一个用于DUT的规定阻抗, 一个用于频谱分析仪或接收机。

对于传导测量, 背景噪声来自于电源。尽管LISN提供了一定的隔离度, 但需要额外的功率滤波。本案例测量通过增加电源滤波器, 把进入的噪声降低到足够低的水平来进行传导测量。首先, 我们把LISN校正因数输入RSA306, 打开峰值检测器电源, 设置极限行。在打开DUT电源前, 一定要评估和分析测试环境特性。极限行与噪底之间是否有足够的空间?是否需要增加功率滤波器?如果您对背景噪声满意, 打开DUT电源, 按该顺序把LISN输出连接到频谱分析仪上。两项测量之差即为来自DUT的辐射。

摘要：针对物联网设备在无线通信技术中的EMI/EMC问题, 本文以基于USB接口的RSA306实时频谱分析仪进行EMI预一致性分析测试为例, 就如何进行Io T的EMI/EMC测试进行分析。