集成电路的电磁兼容测试
罗德施瓦茨上海代表处丁丁
摘要：本文介绍了集成电路电磁兼容性的基本概念及其在电路设计中的重要性，着重论述了集成电路的电磁发射和抗扰度的测试方法及相关的测试标准，阐述了集成电路电磁兼容的现状和未来趋势，最后介绍了R&S公司针对集成电路电磁兼容的解决方案。
关键词：集成电路；电磁兼容；芯片；
Abstract: This paper has focused on the characterization of the electromagnetic compatibility of integrated circuits and its importance in electric product design. The main measurement methods for emission and immunity, which are proposed in relative standards, have been explained. The general conditions and tendency of the emission and the immunity measurements have been described. And the measurement solution of R&S has been introduced in detail.
Keywords: IC, electromagnetic compatibility,EMC, chip,
1引言
当今，集成电路的电磁兼容性越来越受到重视。电子设备和系统的生产商努力改进他们的产品以满足电磁兼容规范，降低电磁发射和增强抗干扰能力。过去，集成电路生产商关心的只是成本，应用领域和使用性能，几乎很少考虑电磁兼容的问题。即使单片集成电路通常不会产生较大的辐射，但它还是经常成为了电子系统辐射发射的根源，当大量的数字信号瞬间同时切换时便会产生许多的高频分量。尤其是近年来，集成电路的频率越来越高，集成的晶体管数目越来越多，集成电路的电源电压越来越低，加工芯片的特征尺寸进一步减小，越来越多的功能，甚至是一个完整的系统都能够被集成到单个芯片之中，这些发展都使得芯片级电磁兼容显得尤为突出。现在，集成电路生产商也要考虑自己产品电磁兼容方面的问题[10]。
2集成电路电磁兼容的标准化
由于集成电路的电磁兼容是一个相对较新的学科，尽管对于电子设备及子系统已经有了较详细的电磁兼容标准，但对于集成电路来说其测试标准却相对滞后。国际电工委员会第47A技术分委会(IEC SC47A)早在1990年就开始专注于集成电路的电磁兼容标准研究；此外，北美的汽车工程协会也开始制定自己的集成电路电磁兼容测试标准SAE J 1752，主要是发射测试的部分。1997年，IEC SC47A下属的第九工作组WG9成立，专门负责集成电路电磁兼容测试方法的研究，参考了各国的建议，至今相续出版了150kHz-1GHz的集成电路电磁发射测试标准IEC61967和集成电路电磁抗扰度标准IEC62132 ，此外，在脉冲抗扰度方面，WG9也正在制定对应的标准IEC62215。[11]目前，IEC61967标准用于频率为150kHz到1GHz的集成电路电磁发射测试，包括以下六个部分：
第一部分：通用条件和定义；参考SAE J1752.1
第二部分：辐射发射测量方法——TEM小室法；参考SAE J1752.3
第三部分：辐射发射测量方法——表面扫描法；参考SAE J1752.2
第四部分：传导发射测量方法——1:/150:直接耦合法；
第五部分：传导发射测量方法——法拉第笼法WFC(workbench faraday cage)；
第六部分：传导发射测量方法——磁场探头法。
IEC62132标准，用于频率为150kHz到1GHz的集成电路电磁抗扰度测试，包括以下五部分：
第一部分：通用条件和定义；
第二部分：辐射抗扰度测量方法——TEM小室法；
第三部分：传导抗扰度测量方法——大量电流注入法(BCI) ；
第四部分：传导抗扰度测量方法——直接射频功率注入法(DPI) ；
第五部分：传导抗扰度测量方法——法拉第笼法（WFC）；
IEC62215标准，用于集成电路脉冲抗扰度测试，包括以下三部分，但尚未正式出版：
第一部分：通用条件和定义；
第二部分：传导抗扰度测量方法——同步脉冲注入法；
第三部分：传导抗扰度测量方法——随机脉冲注入法；参考IEC61000-4-2和
IEC61000-4-4
下文主要针对IEC61967 和IEC62132的测试方法进行讲解。
3集成电路电磁兼容测试方法
3.1电磁发射测试标准——IEC61967
第一部分：通用条件和定义；[1]
传感器：TEM小室、场探头等；
频谱仪或接收机：频率范围覆盖150kHz-1GHz，峰值检波、带最大值保持功能，分辨率带宽的设置如下表：
表一分辨率带宽的选择
电源：用电池供电或采用低射频噪声的电源；
测试温度：23℃±5℃；
环境噪声：除被测IC外其余外围电路供电时，所测到的背景噪声低于限值至少6dB，必要时可采用前置放大器；
测试电路板：通常集成电路测试需要安装在一块印制电路板上，为提高测试的方便性与重复性，标准规定了电路板的规格，如下图所示，标准电路板的大小与TEM小室顶端的开口大小匹配，板上既可以集成IEC61967发射测试需要的
1:/150:直接耦合法阻抗匹配网络，磁场探头法测试用的迹线，也可以集成
IEC62132-4用到的耦合电容。
图一标准的集成电路测试用印制电路板
第二部分：辐射发射测量方法——TEM小室法[2]
TEM小室其实就是一个变型的同轴线：在此同轴线中部，由一块扁平的芯板作为内导体，外导体为方形，两端呈锥形向通用的同轴器件过渡，一头连接同轴线到测试接收机，另一头连接匹配负载，如下图所示。小室的外导体顶端有一个方形开口用于安装测试电路板。其中，集成电路的一侧安装在小室内侧，互连线和外围电路的一侧向外。这样做使测到的辐射发射主要来源于被测的IC芯片。受试芯片产生的高频电流在互连导线上流动，那些焊接引脚、封装连线就充当了辐射发射天线。当测试频率低于TEM小室的一阶高次模频率时，只有主模TEM模传输，此时TEM小室端口的测试电压与骚扰源的发射大小有较好的定量关系，因此，可用此电压值来评定集成电路芯片的辐射发射大小。
图二TEM小室法辐射发射测试示意图
第三部分：辐射发射测量方法——表面扫描法[3]
IEC 61967标准中的这一部分可测试集成电路表面电场和磁场的空间分布状态，测试示意图如下所示[11]：使用电场探头或磁场探头机械地扫过集成电路的表面，记录每次的频率、发射值和探头的空间位置，通过软件进行后处理，各频率点场强的空间分布图可用有色图谱形象地表示出来。这种方法所能达到的效果与机械定位系统的精度及所用探头的尺寸密切相关。此方法可以用于一般的PCB板，所以未必要采用
IEC61967-1中推荐的标准测试电路板。通过对集成电路表面进行电场和磁场扫描，可以准确地定位集成电路封装内电磁辐射过大的区域。标准推荐使用部分屏蔽的微型电
场探头和单匝的微型磁场探头，这两种近场探头都可用0.5mm的半刚体同轴电缆制作。
图三表面扫描法测试图
第四部分：传导发射测量方法——1:/150:直接耦合法[4]
IEC61967－4分为两种方法：1:测试法和150:测试法。1:测试法用来测试接地引脚上的总骚扰电流，150:测试法用来测试输出端口的骚扰电压。离开芯片的射频电流汇流到集成电路的接地引脚，因此对地回路射频电流的测量可较好地反映集成电路的电磁骚扰大小。用1:的电阻串联在地回路中，一方面可用来取得地环路的射频电流；另一方面，可实现测试设备与接地引脚端的阻抗匹配。150:测试法可用来测试单根或多根输出信号线的骚扰电压，150:阻抗代表线束共模阻抗的统计平均值，为实现150:共模阻抗与50:的测试系统阻抗的匹配，必须采用阻抗匹配网络。测试示意图如下所示。
图四1:/150:直接耦合法测试示意图
第五部分：传导发射测量方法——法拉第笼法WFC(workbench faraday cage)[5]
法拉第笼法可测试电源线和输入输出信号线上的传导骚扰电压。将装有集成电路的标准电路板或应用电路板放入法拉第笼中，电源线和信号线进出法拉第笼都要经过滤波处理，法拉第笼上测试端口接测试仪器，待测端口接50:匹配负载，较好的屏蔽环境降低了测试的背景噪声，测试路径串联100:电阻用来实现150:共模阻抗与50:射频阻抗的匹配，测试原理图如下所示：
图五法拉第笼法发射测试示意图
第六部分：传导发射测量方法——磁场探头法[6]
磁场探头法是通过测试PCB板导线上的电流来评定集成电路的电磁发射。芯片引脚通过PCB板上的导线与电源或外围电路相连，因而它产生的射频电流可用一靠近的磁场探头获取，由电磁感应定律，探头输出端的电压正比于导线上的射频电流。磁场探头的结构细节和推荐尺寸在标准中有详细描述，测试示意图如下所示：
图六磁场探头法测试示意图
3.2集成电路电磁抗扰度测试方法——IEC62132
第一部分：通用条件和定义[7]
为了评定芯片的抗扰度性能，需要一个易于实现且可复现的测试方法。芯片的抗扰度可分为辐射抗扰度和传导抗扰度，需要得到集成电路发生故障时的射频功率大
小。抗扰度测试将集成电路工作的性能状态分为五个等级，测试时，连续波和调幅波测试要分别进行，调制方式也是采用1kHz 80％调制深度的峰值电平恒定调幅，这些要求都与汽车零部件的抗扰度测试标准ISO11452相似[13]。
第二部分：辐射抗扰度测量方法——TEM小室法
IEC61967-2中的TEM小室也可以用来进行抗扰度的测试，小室一端将接收机换成信号源和功放，小室另一端接适当的匹配负载。在小室中建立起来的TEM波与远场的TEM波非常类似，因而适合用来进行电磁抗扰度的测试。此外，为了实时地监视集成电路的工作状态，还需要配套的状态监视设备。测试示意图如下：
图七TEM小室法法辐射抗扰度测试示意图
第三部分：传导抗扰度测量方法——大量电流注入法(BCI)
本方法是对连接到集成电路引脚的单根线缆或线束注入干扰功率，通过注入探头被测电缆由于感性耦合而产生干扰电流，此电流的大小可由另一个电流探头测出。这种方法其实是由汽车电子抗扰度测试发展而来的,可参见ISO11452-4[14]，测试示意图如下所示：
图八BCI测试示意图
第四部分：传导抗扰度测量方法——直接射频功率注入法(DPI) [8]
与BCI方法采用感性注入相对应，DPI方法采用容性注入。射频信号直接注入在芯片单只引脚或一组引脚上，耦合电容同时起到了隔直的作用，避免了直流电压直接加在功放的输出端，测试示意图如下所示：
图九DPI测试示意图
第五部分：传导抗扰度测量方法——法拉第笼法WFC[9]
法拉第笼传导抗扰度测量法采用IEC61967－5的法拉第笼，只须将接收机替换成信号源和功放，测试示意图如下所示。屏蔽的结构和良好的滤波使得射频干扰信号被限制在法拉第笼内部，可有效地保护测试操作人员。
图十法拉第笼法抗扰度测试示意图
4.R&S公司的测试系统解决方案
针对IEC61967的各项测试，R&S公司采用认证型的接收机R&S ESCI，结合各种附件，即可完成集成电路电磁发射测试标准。R&S ESCI同时具有接收机和频谱仪的功能，完全符合标准CISPR16-1-1。工作频率范围是9kHz-3GHz，内置预选器和20dB的预放，带有峰值，准峰值，有效值，线性平均和CISPR平均检波器，各检波器可以用
条形图显示，且带有峰值保持功能，通过GPIB总线接口可由R&S EMC32软件包实现远程控制，发射测试配置如下图所示：
图十一集成电路电磁发射测试配置图
针对IEC62132的各项抗扰度测试，R&S公司采用集成测试系统R&S IMS，结合各种附件，即可完成所有的集成电路抗扰度测试。R&S IMS是一款紧凑型的测试设备，覆盖频率9kHz 到3GHz，内置了信号源、切换开关、功率计和功放，同时也可控制外置功放；通过GPIB总线接口可由R&S EMC32软件包实现远程控制，抗扰度测试配置如下图所示[12]：
图十二集成电路电磁抗扰度测试配置图
5发展
随着工作频率及芯片复杂度的不断增长，集成电路电磁辐射及抗扰度测试也需要继续发展以适应新的要求：测试向高频方向发展，为了突破1GHz的限值，不少国家和企业已经采用GTEM 小室的方法，弥补TEM 小室测试频率限值的不足；脉冲抗扰
度测试的标准化也正在进行中，标准IEC62215即将出版，与IEC62132互补，更加全面地考虑到了集成电路遭受电磁干扰时的情形。
参考文献
[1] IEC 61967-1: “Integrated circuits -Measurement of electromagnetic emissions, 150kHz to 1GHz - Part 1: General conditions and definitions”,
[2] IEC 61967-2: “Integrated circuits -Measurement of electromagnetic emissions, 150kHz to 1GHz - Part 2: TEM-cell method and wideband TEM-cell method”,
[3] IEC 61967-3: “Integrated circuits - Measurement of electromagnetic emissions, 150kHz to 1GHz – Part 3: Measurement of radiated emissions, surface scan method ”,
[4] IEC 61967-4, “Integrated Circuits- Measurement of Electromagnetic emissions,150kHz to 1GHz –Part4: Measurement of Conducted Emission, 1Ohm/150Ohm Method”,
[5] IEC 61967-5: “Integrated circuits- Measurement of electromagnetic emissions, 150kHz to 1GHz - Part 5: Measurement of conducted emissions, Workbench faraday cage method”,
[6] IEC 61967-6: “Integrated circuits- Measurement of Electromagnetic Emissions, 150kHz - 1GHz Part 6: Measurement of conducted emissions, Magnetic probe method”,
[7] IEC 62132-1: “Integrated circuits - Measurement of electromagnetic immunity, 150 kHz to 1GHz - Part 1: General and definitions”,
[8] IEC 62132-4: “Integrated circuits - Measurement of electromagnetic immunity, 150 kHz to 1GHz - Part 4: Conducted immunity ,Direct RF power injection method”,
[9] IEC 62132-5: “Integrated circuits- Measurement of electromagnetic immunity , 150 kHz to 1GHz - Part 5: Conducted immunity ,Workbench Faraday cage method”,
[10]Dr.Bernd Deutschmann, “Improvement of system robustness through EMC optimization”,
[11]Ross Carlton, “Overview of integrated circuit electromagnetic compatibility (EMC) measurement standards”, 2006 IEEE EMC Symp
[12]Ulrich Konietzko , “EMC Test of automotive semiconductors”, 2006
[13] ISO 11452-1: “Road vehicles-Component test methods for electrical disturbances from narrowband radiated electromagnetic energy---Part 1:General principles and terminology”
[14] ISO 11452-4: “Road vehicles-Component test methods for electrical disturbances from narrowband radiated electromagnetic energy---Part 4:Bulk current injection”
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3.3.1 两种预测方法: （1）用理论分析计算预测电磁兼容性 （2）用仪器诊断测量预测电磁兼容性 3.3.2 用仪器诊断测量预测电磁兼容性举例 4. 介绍电磁兼容测量需要的主要仪器、附件和设施 5. 电磁兼容标准概况 5.1 标准分类 5.2 EMC标准的基本内容 5.3 我国标准的编制方法 5.4 标准界限值的意义 6. 电磁兼容基本测量方法 6.1 电磁辐射发射（辐射骚扰）测量方法 6.2 电磁敏感度（电磁抗扰度）测量方法 6.3 传导发射（传导骚扰）测量方法 6.4 传导敏感度（传导抗扰度）测量方法 7. 电磁兼容测量不确定度分析 讲师介绍 －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 冯桂山高工简历 1965年毕业于西安军事电信工程学院无线电自动控制专业。在航天科工集团第二研究院二○三所长期从事航天型号的电磁兼容测量、计量标准的研制和测量标准的编写等工作。研制出国防系统一级电磁场计量标准和电磁兼容测量配套设备，并获航天部多项科技进步奖。
???!????????? 2/2!????????? 当代以半导体工业为基础和支柱的微电子技术，它的迅速发展和应用已渗透到社会生活的各个领域，特别是通信领域近期发展之快和变化之大往往超出人们的预料。最为明显的几个特征是从全球移动卫星系统到无线局域网的出现，无线技术正向通信的各个方面渗透，Internet和www网络继续保持指数的增长势头，并产生对高速公众数据网的强烈需求。但是广泛应用上述微电子技术的设备，它的安全性、可靠性和电磁兼容性实在令人担忧，因为上述超大规模集成电路和公众数据网络的不断发展，导致了对人为或自然的过电压或过电流的冲击更加敏感到几乎成指数增长的趋势，可以说是目前人类享受高科技给人类带来的各种效益，是同人类百年来为之奋斗的电磁兼容事业密不可分。因此，联合国确定电磁污染是继环境中的空气、水质、噪声等污染之后的第四大环境污染。 本章所指的电磁兼容（Electromagnetic Compatibility——EMC）对于设备或系统的性能指标来说，应为“电磁兼容性”。但作为一门学科来说，应为“电磁兼容”。 它的确切定义按国家军用标准GJB——85《电磁干扰和电磁兼容性名词术语》为：“设备（分系统、系统）在共同的电磁环境中能一起执行各自功能的共存状态。即：该设备不会由于受到处于同一电磁环境中其它设备的电磁发射导致或遭受不允许的降级；它也不会使同一电磁环境中其它设备（分系统、系统），因受其电磁发射而导致或遭受不允许的降级。” 所以电磁兼容是研究在有限的空间、时间和频谱资源等条件下，各种用电设备（广义的还包括生物体）可以共存，并不致引起降级的一门科学。电磁兼容性是指设备或系统在其电磁环境下能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。它有以下三方面的含意。 1)电磁环境应是给定的或预期的。 2)设备、分系统或系统不应产生超过标准或规范所规定的电磁骚扰发射（EMI）限值的要求电磁骚扰发射就是从骚扰源向外发出电磁骚扰能量的现象，它是引起电磁骚扰的原因。 3)设备、分系统或系统应满足标准或规范所规定的电磁敏感性（EMS）限值或抗扰度（immu-nity）；其中电磁敏感性为在存在电磁骚扰的情况下，设备、分系统或系统暴露在电磁辐射下所呈现不希望有的响应程度；抗扰度为设备、分系统或系统抗电磁骚扰的能力。 2/2/2?????? 由电磁骚扰源发射的电磁能量，经过耦合途径传输到敏感设备，这个过程称为电磁干扰效应。因此形成电磁干扰后果必须具备三个基本要素： 1)电磁骚扰源：任何形式的自然或电能装置所发射的电磁能量，能使共享同一环境的人或其它生物受到伤害，或使其它设备、分系统或系统发生电磁危害，导致性能降级或失效，即称为电磁骚扰源。 2)耦合途径：即传输骚扰的通路或媒介。 3)敏感设备（Victim）：是指当受到电磁骚扰源所发出的电磁能量的作用时，会受到伤害的人或其它生物，以及会发生电磁危害，导致性能降级或失效的器件、设备、分系统或系统。许多器件、设备、分系统或系统既是电磁骚扰源又是敏感设备。 为了实现电磁兼容，必须从上面三个基本要素出发， 电磁兼容原理和抑制技术(一) 区健昌
常见电磁兼容和电性能检测检测项目 广电计量杜亚俊 电磁兼容和电性能检测综述 (1) 汽车整车及零部件 (1) 汽车整车 (2) 汽车电子部件 (2) 航空机载 (3) 轨道交通 (4) 国防军工 (5) 电磁 (7) 无线通信与通信基站干扰排查 (8) 无线通信产品 (9) 其他电子设备 (12) 多国认证 (14) 产品电磁兼容设计整改服务 (16) 研发设计服务 (16) 失效分析与整改调试服务 (16) 技术培训服务 (17)
电磁兼容和电性能检测综述 广电计量在广州、武汉、北京、无锡检测基地建有电磁兼容实验室，并与各 地电磁兼容检测机构和实验室达成战略合作，为各大企业解决电磁兼容与电 磁辐射影响的各类安全问题。下设技术研究院所属的电磁兼容研究所为客户 提供电磁兼容设计、标准建立以及科研项目验收等服务。 服务类型： ●汽车整车及零部件 ●航空机载 ●轨道交通 ●电力设备 ●医疗用电子设备 ●国防军工 ●电磁 ●无线通信及其他电子设备 ●船载电子设备 汽车整车及零部件 广电计量汽车电磁兼容检测能力获日产、神龙、江淮、吉利、宇通等整车厂认可，完全满足民品汽车整车及零部件电磁兼容检测领域有关国际、国家和行业标准，以及各车厂标准，汽车电子电磁兼容检测技术能力处于行业领先水平。 审核认可： 日产认可实验室 神龙认可实验室 江铃认可实验室 广汽认可实验室 一汽轿车认可实验室
E8/E9/E11认可实验室 北汽认可实验室 众泰认可实验室 …… 汽车整车 所有乘用车、商用车、货车及挂车 ■检测项目■检测标准 整车对外电磁辐射GB14023/CISPR 12 整车对内辐射GB18655/CISPR 25 整车辐射抗干扰ISO 11451-2 整车大电流（BCI）ISO 11451-4 整车静电放电（ESD）GB/T 19951/ISO 10605 汽车电子部件 汽车电子控制装置：包括动力总成控制、底盘和车身电子控制、舒适和防盗系统等。 车载汽车电子装置：包括汽车信息系统(车载电脑)、车灯、汽车胎压监测系统、导航系统、汽车视听娱乐系统、车载通信系统、车载网络、倒车影像后视系统、车载领航员后视摄像头等。 新能源高压部件：包括高压电池包、DC/DC转换器、充电机、高压空调等。 ■检测项目■检测标准 CE传导骚扰中国标准GB系列、QC/T系列 RE辐射骚扰国际标准ISO系列 低频磁场骚扰测试欧盟标准ECER10 BCI 大电流注入美国SAE J系列 RI电波暗室法辐射抗扰度NISSAN尼桑28401NDS02 瞬态抗扰度低频磁场抗扰度BMW宝马Gs95002
电磁兼容原理与设计试题 （总分100分，时间120分钟） 1. 区别电磁骚扰和电磁干扰两个术语的不同。（10分） 答：电磁噪声（骚扰）：（强调原因和过程）任何可能引起设备或系统性能下降的包磁现象——强调任何可能的电磁危害现象原因。 电磁干扰：（强调的是结果）。 2. EMI 、EMS 和EMC 分别指什么，有何区别？（5分） 答：Electromagnetic Interference ，EMI ，电磁干扰。 Electromagnetic Susceptibility,EMS ，电磁敏感性。 Electromagnetic Compatibility ，EMC ，电磁兼容。 电气和电子设备在正常运行的同时，也往外发射有用或无用的电磁能量，这些能量会影响其它设备的正常工作，这就是电磁干扰。 对电磁干扰进行分析、设计和验证测试的学科领域就是电磁兼容。 电磁敏感性是指设备、器件或系统因电磁干扰可能导致工作性能下降的特性。 3.电磁干扰三要素是什么？(5分) 答：电磁干扰三要素是干扰源、耦合通道、敏感设备。 4.功率信号发生器XG26，最小输出功率10-8mW ，请换算成dB （mW ）。（5分） 5. 已知V=1mV ，求：dBmV V 、V dB V 。（5分） 答：（1mV ）dBmV=20lg (1mV/1V*10-3 )=20(lg1+3)=20*0+60=60 dBmV （1mV ）dBuV=20lg(1mV/1V*10-6)= 20(lg1+6)= 20*0+120=120 dBuV 6. 术语解释：静电放电（5分） 答：静电放电是指不同静电电位的物体靠近或直接接触是发出的电荷转移 7. 什么是传导耦合？（5分） 答：传道耦合是指电磁干扰能量从干扰源沿金属导体传播至被干扰对象（敏感设备） 8.电磁屏蔽的作用原理是什么？ （10分） 答：电磁屏蔽是指同时抑制或削弱电场和磁场。 电磁屏蔽一般也是指高频交变电磁屏蔽(10kHz ~ 40GHz)。 在频率较低（近场区，近场随着骚扰源的性质不同，电场和磁场的大小有很大差别。 高电压小电流骚扰源以电场为主（电准稳态场－忽略了感应电压），磁场骚扰较小（有时可忽略）。
电磁兼容作业 电磁兼容标准与测试 班级：电气工程及其自动化0703班 姓名：贾震 学号：070301091
电磁兼容标准及测试 一．概述 随着科学技术的发展，特别是微电子、信息、通讯等高科技的迅速进步与发展，对电磁骚扰的控制与防护提出了繁多而又复杂的问题。在世界各国，特别是欧洲的一些先进国家，经过几十年对电磁干扰和抗干扰等问题的研究和控制，已将这些技术研究形成了一门新兴的学科——电磁兼容（Electromagnetic Compatibility）。 电磁兼容就是研究在有限的空间、有限的时间、有限的频谱资源条件下，各种用电设备（分系统，系统、广义的还包括生物体），可以共存并不致引起降级的一门科学，国家标准GB/T 4365-1995《电磁兼容术语》对电磁兼容所下的定义为：“设备或系统在其电磁环境中能正常工作，且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力”。就是说在规定的电磁环境中，任何设备、系统都不因受电磁干扰而降低工作性能，并且其本身所发射的电磁能量也不大于规定的极限值，以免影响其它设备或系统的正常工作，从而达到互不干扰而共存的目地。 国际无线电干扰特别委员会（法文缩写是CISPR）是国际电工委员会（IEC）的一个特别委员会，它成立于1934年，是最早开始系统地对电磁兼容进行研究的国际性的标准化组织。该委员会成立的初衷主要是保护广播、通讯不受电磁干扰的影响。围绕这方面的问题，对车辆、
家电、电动工具、工科医射频设备、高压架空线路等提出了一系列骚扰限值（包括射频辐射和传导两方面,工作频率多在9kHz～18GHz）和测试方法的标准。近几年来随着它的业务范围不断扩大，也开展了一些抗扰度标准的研究。它更主要的重点还是研究电磁骚扰限值及其测量方法。 二、电磁兼容标准 早在一九三四年国际电工委员会就成立了无线电干扰特别委员会简称CISPR，专门研究无线电干扰问题，制定有关标准，旨在保护广播接收效果。当初只有少数国家参加该委员会，如比利时、法国、荷兰和英国等。经过多年的发展人们对电磁兼容的认识发生了深刻的变化，1989年欧洲共同体委员会颁发了89/336/EEC指令，明确规定，自1996年1月1日起，所有电子、电器产品须经过EMC性能的认证，否则将禁止其在欧共体市场销售。此举在世界范围内引起较大反响，EMC已成影响国际贸易的一项重要指标。随着技术的发展CISPR工作范围也由当初保护广播接收业务扩展到涉及保护无线电接收的所有业务。国际电工委员会IEC有两个专们从事电磁兼容标准化工作的技术委员会：一个就是CISPR成立于1934年；另一个是电磁兼容委员会TC77，成立于1981年。CISPR最初关心的主要是广播接收频段的无线电骚扰问题，之后在EMC标准化工作方面进行了不懈的努力。 CISPR已基本上将工业和民用产品的EMC考虑在其标准中。CISPR 还起草了通用射频骚扰限额值国际标准草案，这样，对那些新开发的以及暂时还不能与现有CISPR产品标准相对应的产品，可以用射频骚扰
泉海科技电磁兼容性（EMC)测试报告（电源电压：24V）机 型QH7101H2图 号 DZ93189781020状 态正常生产 失效模式等级的定义（依据ISO 7637－3附页A）： A等级：在干扰照射期间和照射后，器件或系统所有功能符合设计要求。 B等级：在干扰照射期间，器件或系统所有功能符合设计要求，但部分指标超差，在照射移开后，超差的指标能自动恢复正常，记忆功能应保持A级。 C等级：在照射期间，器件或系统有一个功能不符合设计要求，但在照射移开后，能自动恢复正常操作。 D等级：在照射期间，器件或系统有一个功能不符合设计要求，在照射移开后，不能自动恢复正常操作，需通过简单的操作，器件或系统才能复位。 E等级：在照射期间和照射后，器件或系统有多个功能不能符合设计要求，需要修理或替换器件或系统才能恢复正常。 测试项目测试条件等级要求 测试结果备注 脉冲1Ua: 27 V Us: -600 V t1: 5 s t2: 200 ms t3: ≤100 μs td: 2ms tr: ≤（3+0/1.5）μs Ri: 50 Ω 脉冲数量: 5000 。 B级 符合要求B级 本报告由泉海公司实验室提供 脉冲2a Ua:27 V Us: +50 V t1: 5 s t2: 200 ms td: 0.05ms tr: ≤（3+0/1.5）μs Ri: 2 Ω 脉冲数量：5000个 B级 符合要求B级 脉冲2b Ua:27 V Us: +20 V td:0.2~2s tr: 1ms ±0.5ms Ri: 0.05Ω t12: 1ms ±0.5ms t6: 1ms ±0.5ms 脉冲数量：10个 B级符合要求B级 脉冲3a Ua:27 V Us: -200 V t1: 100 μs t4: 10 ms t5: 100 ms td: 0.1μs tr:≤5 ns±1.5ns Ri: 50 Ω 测试时间：1h。 A级 符合要求A级 脉冲3b Ua: 27 V Us:+200 V t1: 100 μs t4: 10 ms t5: 100 ms td: 0.1μs tr:≤5 ns±1.5ns Ri: 50 Ω 测试时间：1h A级 符合要求A级 脉冲4Ub: 27 V Us: -16V Ua: -5~12V V t7: 100 ms t8: ≤50 ms t9: 20s t10:10ms t11: 100 ms Ri: 0.02 Ω 脉冲数量：9000个(其中t8=100ms， 3000个t8=1s，3000个，t8=5s，3000个) B级符合要求B级 脉冲5a Ua: 27 V Us: +174 V td: 350 ms tr: 10 ms Ri: 2 Ω 周期:1min 脉冲数量：10个B级符合要求B级 测试员：何秀英 测试日期：2013.1.12 报告编号：qh-js-1201003
电磁兼容EMC设计及测试技巧 摘要：针对当前严峻的电磁环境，分析了电磁干扰的来源，通过产品开发流程的分解，融入电磁兼容设计，从原理图设计、PCB设计、元器件选型、系统布线、系统接地等方面逐步分析，总结概括电磁兼容设计要点，最后，介绍了电磁兼容测试的相关内容。 当前，日益恶化的电磁环境，使我们逐渐关注设备的工作环境，日益关注电磁环境对电子设备的影响，从设计开始，融入电磁兼容设计，使电子设备更可靠的工作。 电磁兼容设计主要包含浪涌（冲击）抗扰度、振铃波浪涌抗扰度、电快速瞬变脉冲群抗扰度、电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度、工频电源谐波抗扰度、静电抗扰度、射频电磁场辐射抗扰度、工频磁场抗扰度、脉冲磁场抗扰度、传导骚扰、辐射骚扰、射频场感应的传导抗扰度等相关设计。 电磁干扰的主要形式 电磁干扰主要是通过传导和辐射方式进入系统，影响系统工作，其他的方式还有共阻抗耦合和感应耦合。 传导：传导耦合即通过导电媒质将一个电网络上的骚扰耦合到另一个电网络上,属频率较低的部分(低于 30MHz)。在我们的产品中传导耦合的途径通常包括电源线、信号线、互连线、接地导体等。 辐射：通过空间将一个电网络上的骚扰耦合到另一个电网络上，属频率较高的部分(高于30MHz)。辐射的途径通过空间传递，在我们电路中引入和产生的辐射干扰主要是各种导线形成的天线效应。 共阻抗耦合：当两个以上不同电路的电流流过公共阻抗时出现的相互干扰。在电源线和接地导体上传导的骚扰电流，多以这种方式引入到敏感电路。 感应耦合：通过互感原理，将在一条回路里传输的电信号，感应到另一条回路对其造成干扰。分为电感应和磁感应两种。 对这几种途径产生的干扰我们应采用的相应对策：传导采取滤波（如我们设计中每个IC的片头电容就是起滤波作用），辐射干扰采用减少天线效应（如信号贴近地线走）、屏蔽和接地等措施，就能够大大提高产品的抵抗电磁干扰的能力，也可以有效的降低对外界的电磁干扰。 电磁兼容设计 对于一个新项目的研发设计过程，电磁兼容设计需要贯穿整个过程，在设计中考虑到电磁兼容方面的设计，才不致于返工，避免重复研发，可以缩短整个产品的上市时间，提高企业的效益。 一个项目从研发到投向市场需要经过需求分析、项目立项、项目概要设计、项目详细设计、样品试制、功能测试、电磁兼容测试、项目投产、投向市场等几个阶段。 在需求分析阶段，要进行产品市场分析、现场调研，挖掘对项目有用信息，整合项目发展前景，详细整理项目产品工作环境，实地考察安装位置，是否对安装有所限制空间，工作环境是否特殊，是否有腐蚀、潮湿、高温等，周围设备的工作情况，是否有恶劣的电磁环境，是否受限与其他设备，产品的研制成功能否大大提高生产效率，或者能否给人们的生活或工作环境带来很大的方便，操作使用方式能否容易被人们所
汽车电子EMC测试，正在受到越来越多的关注。其中最重要的三个标准为，CISPR 25、ISO11452-2、ISO11452-4。本文给出了测试设备、所起到的作用和推荐方案，是汽车电子工程师的必备速查手册。 一、CISPR25标准 CISPR25目前用的是2007年第三版标准，与2002年的旧版，还是有很大差别。 1、CISPR25传导骚扰测试设备 CISPR25传导骚扰测试方法分为两种。一种是电压方法：电压测量只能用于单一导线的传导发射特性，故常用于测量电源线的发射，采用人工电源网络做隔离物；另外一种是电流探头方法：测量控制/信号线的发射。 CISPR25传导骚扰测试设备 2、CISPR25辐射骚扰测试方法 1）电波暗室（ALSE）方法：辐射场强测量应在ALSE 内进行，以消除来自电气设备以及广播台站产生的额外电磁骚扰的影响。 2）TEM小室方法：辐射场强度的测量应该在屏蔽室中进行，以消除来自电气设备和广播站的附加干扰。TEM 小室的工作如同屏蔽室一样。 3）带状线法方法：带状线是开方式的波导，由一个接地平板和一个主导电体（隔板）构成，有特征阻抗。一般采用的特征阻抗值是50Ω和90Ω。 目前关于零部件/模块的辐射骚扰测量的常见方法主要是：ALSE方法、TEM小室方法、带状线法。但目前由于TEM小室受电磁环境及场地限制较多，带状线法则还处于研究和实践中。所以基本上都是用ALSE方法来进行汽车电子的辐射骚扰测量。
CISPR25辐射骚扰测试设备 二、ISO11452-2标准 ISO11452介绍的是用各种不同的测试方法来对车载电子进行抗骚扰类的测试。所以我们将对最常用的两种测试方法进行介绍。分别是电波暗室法（ISO11452-2）和大电流注入法（ISO11452-4）。 辐射抗干扰测试方法： 校准法：使用校准夹具标定的标准电流值，系统记录下发射功率后，再将样品摆放上去开始试验，测试过程中的注入功率不变，但产生的电流可能出现变化。 闭环法：无需校准，直接测试，系统根据监测钳的数据实时改变输出功率，尽量使电流稳定在测试要求的数值。 注：这两种方法产生的结果很可能有较大差别。其效果和产品自身的阻抗特性有关。其中闭环法不常见，而基本都是用校准法进行测试。
24】减小电力系统中的谐波，基本方法有两类：1.对系统设备和用电装置本身进行改造，使其不产生或者少量产生谐波2.装设谐波补偿装置来补偿谐波，包括 无源电力滤波器与有源电力滤波器的特点适用范围 1、无源电力滤波器——是一种传统的滤波方式，它利用电感、电容的串并谐振对某一频率或一定频率范围呈现较低的阻抗，将其与电网并联，可吸收电网中的谐振频率的谐波电流。具有结构简单、有功消耗低的优点，但体积庞大、滤波效果差。 2、有源电力滤波器——它由电力电子器件构成，是一种动态抑制谐波、补偿无功的电力电子装置，能对大小和频率变化的谐波以及变化的无功进行动态补偿。有源电力滤波器的谐波补偿效果显著，但成本较高、容量有限。 1、电磁干扰的危害主要体现在两个方面：a.电气、电子设备的相互影响；b.电磁污染对人体的影响 2、电磁兼容设计方法： a.问题解决法。问题解决法是先研制设备，然后针对调试中出现的电磁干扰的问题，采用各种电磁干扰抑制技术加以解决。 b.规范法。规范法是按颁布的电磁兼容性标准和规范进行设备或系统的设计制造。 c.系统法。系统法是利用计算机软件对某一特定系统的设计方案进行电磁兼容性分析和预测。 3、电磁干扰的三要素 1、形成电磁干扰的三个基本条件：骚扰源，对骚扰敏感的接收单元，把能量从骚扰源耦合到接收单元的传输通道，称为电磁干扰三要素。 骚扰源——耦合通道——敏感单元 2、电路受干扰的程度可用公式描述I WC S S 为电路受干扰的程度；W 为骚扰源的强度；C 为骚扰源通过某种路径到达被干扰处的耦合因素；I 为被干扰电路的抗干扰性能。 4、 屏蔽技术是利用屏蔽体阻断或减少电磁能量在空间传播的一种技术，是减少电磁发射和实现电磁骚扰防护的最基本，最重要的手段之一，采用屏蔽有两个目的，一是限制内部产生的辐射超出某一个区域，二是防止外来的辐射进入某一区域。 5、常用的电磁密封衬垫有1.金属丝网衬垫2.导电布衬垫3.导电橡胶4.指形簧片 6、电源线滤波器：作用主要是抑制设备的传导发射或提高对电网中骚扰的抗扰度，虽然同为抑制骚扰，但两者的方向不同，前者是防止骚扰从设备流入电网（称为电源EMI 滤波器），后者是防止电网中的骚扰进入设备（称为电源滤波器） 6、干扰控制接地：1.浮地2.单点接地3.多点接地4.混合接地 8、电磁兼容性GB 的定义：设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。 9、电磁骚扰：可能引起装置、设备或系统性能降低或对有生命、无生命物质产生损害作用的电磁现象。电磁骚扰可以是电磁噪声、无用信号或有用信号，也可
标准-GB/T 17626 电磁兼容试验全标准 电磁兼容性测试（简称EMC，是指设备或系统在其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 磁干扰的能力。EMC设计与EMC测试是相辅相成的。EMC设计的好坏是要通过EMC测试来衡量的。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，并采取必要的抑制和防护措施，从而确保系统的电磁兼容性。 GB/T 17626 电磁兼容试验和测量技术系列标准包括以下部分：GB/T 17626.1-2006 电磁兼容试验和测量技术抗扰度试 验总论 GB/T 17626.2-2006 电磁兼容试验和测量技术静电放电 抗干扰度试验 GB/T 17626.3-2006 电磁兼容试验和测量技术射频电磁 场辐射抗干扰度试验 GB/T 17626.4-2008 电磁兼容试验和测量技术电快速瞬 变脉冲群抗扰度试验 GB/T 17626.5-2008 电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验
应的传导骚扰抗扰度 GB/T 17626.7-2008 电磁兼容试验和测量技术供电系统 及所连设备谐波、谐间波的测量和测量仪器导则 GB/T 17626.8-2006 电磁兼容试验和测量技术工频磁场 抗扰度试验 GB/T 17626.9-1998 电磁兼容试验和测量技术脉冲磁场 抗扰度试验 GB/T 17626.10-1998 电磁兼容试验和测量技术阻尼振荡 磁场抗扰度试验 GB/T 17626.11-2008 电磁兼容试验和测量技术电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验 GB/T 17626.12-1998 电磁兼容试验和测量技术振荡波抗 扰度试验 GB/T 17626.13-2006 电磁兼容试验和测量技术交流电源 端口谐波、谐间波及电网信号的的低频抗扰度试验 GB/T 17626.14-2005 电磁兼容试验和测量技术电压波动 抗扰度试验 GB/T 17626.17-2005 电磁兼容试验和测量技术直流电源 输入端口纹波抗扰度试验 GB/T 17626.27-2006 电磁兼容试验和测量技术三相电压 不平衡抗扰度试验
《电磁兼容设计与整改对策及经典案例分析》 ●背--景 ---为什么产品要通过EMC，EMC到底包含哪些测试项目和性能指标？ ---为什么产品辐射、传导、静电、EFT问题总是解决不了，而自己又没有好的解决思路？ ---为什么我的产品也增加了磁珠、电容、电感，但还是没有改善，这些器件到底该怎么应用？为什么产品问题总是后期出现，在现有基础上到底有哪些方法和措施整改我的产品？ ---为什么我的产品在设计时EMC也考虑了，但是还不能解决所有问题？ ---为什么一些理论在实际应用中总是不能真正解决问题？ 对于企业领导和研发工程师而言，诸如此类的问题可谓太多，明白EMC测试项目和测试原理，掌握一些EMC测试整改和设计技能，这些都成了我们迫切需要研究和解决的重大课题。目前很多企业工程师在这块缺乏实践经验，很多相关知识都是网络和书籍上面了解，但是，一方面在解决实际问题时光靠这些零散的理论是不足的，另一方面，这些“知识”也有可能对EMC的实质理解造成一些误解，为帮助企业以及研发人员解决在实际产品设计过程中遇到的问题与困惑，我们举办此次《电磁兼容设计与整改对策及经典案例分析》高级训练班，培训通过大量的实际产品EMC案例讲解，使得学员可以在较短时间内掌握解决EMC技术问题的技能并掌握EMC设计的基本思路！同时对企业缩短产品研发周期、降低产品研发与物料成本具有重要意义！ ●特--色 ---系统性：课程着重系统地讲述产品EMC测试原理，产品出现各种EMC问题详细的整改思路与方法，课程以大量的案例来阐述产品EMC设计的思路与方法,以及不同
产品出现的各种问题EMC工作重点、工作方法、解决问题的技巧. ---针对性：主要针对产品各种EMC测试项目，及各种典型产品，在测试过程中出现的不同问题的时候解决的思路与方法，如何使产品经过合理的构架设计、电缆设计、滤波设计、PCB设计顺利通过EMC测试。 ---实战性：在整个培训课程中涉到多个案例，全面讲授产品问题整改和定位，设计的技巧。 ●收--益 本课程主要从EMC测试与案例分析出发，通过每个EMC案例的分析，向学员介绍有关EMC的实用设计与诊断技术，减少设计人员在产品的设计与EMC问题诊断中误区。同时通过案例说明EMC设计原理，让学员更好的理解EMC设计精髓.本课程的特点是案例多. 生动.直观.想象与原理精密结合。培训完成后一年内,可以通过邮件和电话免费解答企业EMC方面工程问题，作为培训内容完美补充。 【大—纲】（结合多个经典案例进行实战讲解） 1．电磁兼容基础 1.1 电磁兼容概述（30min）（9:00-9:30） 1.1.1 电磁兼容的定义 1.1.2 电磁兼容的研究领域 1.1.3 实施电磁兼容的目的 1.2 电磁兼容理论基础（45min）（9:30-10:15） 1.2.1 基本名词术语
集成电路的电磁兼容测试 当今，集成电路的电磁兼容性越来越受到重视。电子设备和系统的生产商努力改进他们的产品以满足电磁兼容规范，降低电磁发射和增强抗干扰能力。过去，集成电路生产商关心的只是成本，应用领域和使用性能，几乎很少考虑电磁兼容的问题。即使单片集成电路通常不会产生较大的辐射，但它还是经常成为电子系统辐射发射的根源。当大量的数字信号瞬间同时切换时便会产生许多的高频分量。 尤其是近年来，集成电路的频率越来越高，集成的晶体管数目越来越多，集成电路的电源电压越来越低，加工芯片的特征尺寸进一步减小，越来越多的功能，甚至是一个完整的系统都能够被集成到单个芯片之中，这些发展都使得芯片级电磁兼容显得尤为突出。现在，集成电路生产商也要考虑自己产品电磁兼容方面的问题。 集成电路电磁兼容的标准化 由于集成电路的电磁兼容是一个相对较新的学科，尽管对于电子设备及子系统已经有了较详细的电磁兼容标准，但对于集成电路来说其测试标准却相对滞后。国际电工委员会第47A 技术分委会(IEC SC47A)早在 1990 年就开始专注于集成电路的电磁兼容标准研究。此外，北美的汽车工程协会也开始制定自己的集成电路电磁兼容测试标准 SAE J 1752，主要是发射测试的部分。1997 年，IEC SC47A 下属的第九工作组 WG9 成立，专门负责集成电路电磁兼容测试方法的研究，参考了各国的建议，至今相继出版了150kHz－1GHz的集成电路电磁发射测试标准IEC61967 和集成电路电磁抗扰度标准IEC62132 。此外，在脉冲抗扰度方面，WG9 也正在制定对应的标准 IEC62215。 目前，IEC61967 标准用于频率为 150kHz 到 1GHz 的集成电路电磁发射测试，包括以下 六个部分： 第一部分：通用条件和定义(参考 SAE J1752.1)； 第二部分：辐射发射测量方法——TEM 小室法(参考 SAE J1752.3)； 第三部分：辐射发射测量方法——表面扫描法(参考 SAE J1752.2)； 第四部分：传导发射测量方法——1?/150?直接耦合法； 第五部分：传导发射测量方法——法拉第笼法 WFC(workbench faraday cage)； 第六部分：传导发射测量方法——磁场探头法。 IEC62132 标准，用于频率为 150kHz 到 1GHz 的集成电路电磁抗扰度测试，包括以下五部分： 第一部分：通用条件和定义；
电磁兼容设计和整改流程 随着中国参与国际经济贸易活动的深入，产品认证成了生产厂家产品推向市场的瓶颈，其中尤其电子产品的电磁兼容认证成为整个产品认证的拦路虎，往往在认证的最后阶段才发现要解决电磁兼容问题不得不对原设计的电路和结构重新修改，临时的修改还往往使产品的性能和可靠性降低。电磁兼容的测试只是评估产品电磁兼容设计的水平，测试本身并不能改变产品的电磁兼容，电磁兼容是设计出来的、生产出来的，只有生产厂家的产品电磁兼容设计水平提高了，产品电磁兼容的质量才能提高，产品设计的可靠性才能有保障。本文详细剖析产品设计和电磁兼容整改的过程，并详细说明每个设计和整改过程中怎样运用电磁兼容的测试手段发现问题、选择最佳的解决方案。 电磁兼容控制所运用的方法和程序在产品研制不同阶段是不同的，方案、设计、开发／样机、生产、测试／认证和运行，各阶段均为实施电磁兼容工程提供了一定的机会。实施电磁兼容是一项极其复杂的任务，如右图所示在研制开发电视、音响等电子产品时，应在尽可能早的阶段上注意保证它们的电磁兼容性。随着电视、音响等电子产品研制开发工作的完成，可以利用的抑制干扰和抗干扰措施的数目减少，而其成本反而增加。方案阶段是提供最佳费效比的机会，而生产阶段提供的可能性通常最少，据国外资料介绍，在产品的研制开发阶段及时采取措施可以避免（80~90）％的与干扰影响有联系的、潜在可能的困难。相反，在较晚的阶段上采用解决方法，结果表明将更加复杂，需要追加工作量和增加原材料的消耗，增加研制周期，有时甚至根本不可能解决。有效的电磁兼容控制常常是比较困难的，因为电磁干扰方位与耦合途径的大量可能组合涉及到许多变量，敏感电路的抗扰度与电路参数的设计有关，电路参数必须保证的灵敏度往往使提高抗扰度受到一定限制。由于电磁兼容情况的固有复杂性，若要及时地、有效地和高费效比的解决电磁兼容问题，有条理的方法和程序就是相当的重要了。 针对电磁兼容设计的这种特点，我们提出了从产品的设计阶段就要开始分步的进行电磁兼容的设计和整改，把最终的设计目标大事化小，如下图所示，在产品开发的各个阶段适时进行电磁兼容性能的评估和改进，不断地把电磁兼容的整改措施溶入到产品的电路和结构设计中，这样整个产品的开发周期不会有太大的非预期时间延迟，产品的设计不会有太多的非预期成本增加，生产工艺不会有临时的增加，产品的可靠性和性能也不会受到损害。 产品开发一般分为设计概念阶段，设计阶段，样机制作阶段，设计评审阶段和委托检验阶段，分阶段地控制把各阶段的电磁兼容设计和整改溶入到整机的设计方案之中，电磁兼容设计和整改各阶段的工作任务和可以采取的电磁兼容措施如下： 1) 电磁兼容认证要求咨询 首先要明确产品电磁兼容设计的目标，针对产品销售的目标市场，了解目标市场对该产品电磁兼容要求的执行标准，相应需要测试的内容，做出一个电磁兼容性能指标一览表，每个指标都对产品各部分电路和结构提出了相应的要求，由此也就清楚了解了产品应该具备的电磁兼容性能和设计要求。 2) 产品设计布局评估 在考虑各部分电路的总体布局时，尤其注意电源线出口的位置，如果客户没有特殊的位置要求，就主要考虑电路输出的顺序和尽量使电源滤波电路和机内高频发射部分电路或器件之间的空间距离最大，经过电源滤波电路之后留在机内的电源线最短。其次在电源公共地和其它功能模块电路之间布置一条较宽的公共地线。电路板排版时应该使各种功能集成块与其输入输出负载的路径最短，特别是传输脉冲数据信号的导线。脉冲信号的高频成分很丰富，这些高频成分可以借助导线辐射，使线路板的辐射超标。非常遗憾的是我们大部分的生产企业由于开发周期越来越短的压力，都把这个阶段的时间压缩的很短，无法做比较全面细致的检查和评审工作，导致到了产品认证的最后阶段才发现元件布局和排版的缺陷，不得不投入大量的人力和物力来整改，造成欲速而不达的局面。如果要避免这种被动的局面发生，开发方可以在产品设计定型之前委托专业的电磁兼容技术服务机构做一个设计评估，一般来说专业的电磁兼容技术服务机构能够根据开发方提供的设计方案，分析原理框图、电路图、现有的外观结构要求，提出符合电磁兼容原理的内部电路结构布局、电路板布局、外壳接地等要求。通过了解各单元电路的工作流程，关键元器件的电磁兼容特性，分析预测各单元电路的电
EMI/EMC Test List 1.The Korean Standard is below; A.The protection of electromagnetic wave i.The ESD test follows the standard of KN61000-4-2 ii.The radiation of electromagnetic wave endurance test follows the standard of KNKN61000-4-3 iii.The EFT(Electrical fast transient/burst immunity) test follows the standard of KN61000-4-4 iv.The surge test follows the standard of KN61000-4-5 v.The electromagnetic wave endurance test follows the standard of KN61000-4-6 vi.Magnetic frequency of power test follows the standard of KN61000-4-8 vii.About voltage falling and temperature power cut, presented test level and lasting time follows the standard of KN61000-4-11 B.The hindrance protection of electromagnetic wave i.The prevention test of hindrance of microwave follows the KN16-2(it’s based on CISPR 16) ii.The prevention of the error by microwave follows the KN14-1(it’s based on CISPR 14-1) 2.Testing and measurement techniques - V oltage dips, short interruptions and voltage variations immunity tests (KN61000-4-11) A.It follow to International Standard(Comparable with IEC 61000-4-11 and 61000- 4-1 and 61000-2-2) i.IEV 50(161) : 1990. International Electro-technical V ocabulary(IEV) – Chapter 161 : Electromagnetic compatibility ii.IEC 68-1 : 1988, Environment test – Part 1 : General and guidance iii.IEC 61000-2-1 : 1990, Electromagnetic compatibility(EMC) – Part 2 : Environment – Section 1 : Description of the environment – Electromagnetic environment for low-frequency conducted disturbances and signaling in public power supply systems iv.IEC 61000-2-2 : 1990, Electromagnetic compatibility(EMC) – Part 2 : Environment – Section 2 : Compatibility levels for low-frequency conducted disturbances and signaling in public low-voltage power supply systems
电磁兼容测试技术分析 发表时间：2017-01-12T14:19:29.953Z 来源：《基层建设》2016年30期作者：梁世林彭金生[导读] 摘要；阐述了电磁兼容涉及的领域及测试的重要性。广东省东莞市标检产品检测有限公司 523770 摘要；阐述了电磁兼容涉及的领域及测试的重要性。以一些测量标准为依据，详细讨论了电磁兼容测试的测量仪器设备、测试场地；环境电平、辐射和电源端传导干扰电压!电流等物理量的直接测试方法；还讨论了电磁兼容的替代测试方法及自动测量方法。最后说明了我国电磁兼容试验技术的现状和发展情况。 关键词；电磁兼容；测试技术 城市人口的迅速增长及人们在生产生活中使用的电气及电子设备的数量与日俱增,汽车、通信、计算机与电子、电气设备大量进人家庭,空间人为电磁能量急剧增长,电磁环境日益恶化。在这种复杂的电磁环境中,如何减少相互间的电磁干扰,使各种设备正常运转,是一个巫待解决的问题;另一方面,如何降低恶劣的电磁环境对人体及生态产生的不良影响,也是一个不容忽视的问题。世界各国都十分重视愈来愈复杂的电磁环境及其广泛的影响,从而促使环境电磁学及电磁兼容技术成为迅速发展的学科领域。 1.电磁兼容的基本概念和设计原则 电磁兼容性, 简称”EMC”, 是英文”Electro-magnetic compatibility”的缩写, 基本含义是, 能保证设备 ( 包括系统和分系统)在共同的电磁环境中执行各自功能的共存状态而互不干扰。造成设备性能降级或失效的电磁干扰必须同时具备三个要素:首先是有一个电磁发射源, 其次是有对电磁干扰敏感的设备;第三要存在一条电磁干扰的耦合通路,把能量从电磁发射源传递到对干扰敏感的设备。 因此, 对于一个设备( 假如设备是一个分系统)来说, 基本的电磁兼容设计原则是: ①使设备对外的电磁干扰减小到最低限度,不影响其他系统工作。 ②将设备的抗干扰能力提高到最大程度。 ③切断设备和其他系统的电磁耦合通路。本着这三个设计原则, 就可以使设备的电磁兼容性满足要求。 2.测量仪器设备和测试场地 （1）测量仪器 在测试仪器方面，以频谱分析仪为核心的自动检测系统，可以快捷、准确地提供EMC有关参数。新型的EMC扫描仪与频谱仪相结合，实现了电磁辐射的可视化。可对系统的单个元器件、PCB板、整机与电缆等进行全方位的三维测试，显示真实的电磁辐射状况。 采用带有准峰值和平均值检波器的干扰接收机，其性能应符合CISPRl6-1或对应国标GB/T6113.1(《无线电干扰和抗扰度测量设备规范》)的要求。在传导干扰测量时，干扰接收机的频率范围为10 kHz～30 MHz；在辐射干扰测量时，干扰接收机的频率范围为30～1000MHz。 （2）线性阻抗稳定网络 线性阻抗稳定网络(LISN：line impedancestabilization network)又称为人工电源网络。在做电源端传导干扰电压/电流测试时，应采用阻抗为50Ω/50μH的LISN(V型网络)，其特性应符合CISPRl6-1和GB/T 6113.1的要求。联接LISN有两个作用：其一，对EUT(equipment under test待检设备)的电源输入端口，在高频谐波时提供一个标准线性阻抗，这样当连接到同一电源的其它设备发生变化时，不会影响EUT输入的电源阻抗；其二，LISN可以滤去来自电网电源的EMI，给开关电源提供一个“干净”的电网交流电源，不会影响对EUT本身传导干扰的测量结果。 （3）测试场地 作为EMC测试的实验室大体有两种类型：一种是经过EMC权威机构审定和质量体系认证，而且具有法定测试资格的综合性设计与测试实验室或检测中心。另一种类型就是根据本单位的实际需要和经费情况而建立的具有一定测试功能的EMC实验室。 用开阔场测量辐射干扰时，10 kHz～1 000 MHz频段的辐射测试场地应该是一个空旷、平坦的场地，在其边界范围内无架空线，附近无反射结构物(如钢筋水泥建筑和高大树木等)，而且具有足够大的尺寸，使天线、试品和反射结构物之间能充分分开。满足标准的辐射测试场地应该是一个由长轴等于两倍焦距(F)、短轴等于√3倍焦距的椭圆所包围的场地。试验时，EUT和测量天线将分别处在两个焦点上。 为了获得稳定的电波传输特性，必须有一个固定的、相当大的反射地面(或称接地平板)。反射面用金属材料制成，如钢板(包括镀锌钢板)和金属丝网等。板与板之间要用电焊连接，无大的漏缝或孔洞。金属网孔径的最大尺寸必须小于波长的1/10(对1 000 MHz，孔径应小于3 cm)。另外，场地表面必须平整，同时要考虑排水设施。 传导干扰电压/电流的测试可以在辐射试验场地内进行，也可以在屏蔽室内进行。 3. 电磁兼容设计 电磁兼容设计理论在很多书中已全面、系统地论述过了, 这里不再细述。下面结合具体情况, 介绍一下在实际中行之有效的电磁兼容设计方法。 （1）安装电源滤波器 安装电源滤波器,这是任何一个设备或系统满足电磁兼容要求的一个最基本的方法。当设备在干扰的作用下发生误动作时,人们往往将注意力集中在屏蔽、接地等其他措施上,然而效果总是不理想,可以说,这些措施是必不可少的,但不是从根本上解决问题,实际上,在电源上,叠加着各种各样的干扰电压,既有mV级的连续干扰,也有数百伏甚至上千伏的瞬态干扰,这些干扰会对电网中的设备产生不同程度上的、根本性的影响。因此,安装电源滤波器是非常重要的。 电源滤波器是一种低通滤波器,它允许直流或50Hz工作电流通过,而不允许频率较高的工作电流通过。它的作用是双向的,既能防止电网上的干扰进入设备,使设备满足传导敏感度的要求,又能防止设备内的电磁干扰通过电源线传到电网上,使设备满足传导发射的要求;它的作用也是全面的,除了上述所说的使设备能够满足电磁兼容标准中对传导敏感度和传导发射的要求,实际上,它对抑制设备产生较强的辐射干扰也很重要,这个作用,在电磁兼容的测试现场,我们可以非常直观地看到,在测试设备的”传导发射”这项时,如果不加电源滤波器,我们可以看到设备”传导发射”的曲线远远在标准限制值曲线之上,安装电源滤波器后,则”传导发射”的曲线的大部分落在了标准限制值曲线之下,如果对电源滤波器精心选型,对安装位置精心调整,则效果会更佳。