EMC天线的选择
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灯具EMC 标准:EN55015(骚扰度)EN55015介绍灯具类骚扰度:谐波一般用CLASS A;但调光器(卤素灯.白帜灯等)用CLASSD; 小于25W 的节能灯用CLASS D。
磁场辐射极限值随着天线直径的不同而不同:不同直径环形天线的限值dBuV频率范围MHZ2m 3m 4m 0.007--0.07 88 81 75 0.07--0.15 88--58 81--51 75--45 0.15--2.2 58--26 51--22 45--16 2.2--3.0 58 51 45 3.0--302215--169--12传导骚扰限值: 电源端子dBuV 负载端子dBuV频率范围MHZ QP AV QP AV 0.009-0.05 110 ----- ----- ---- 0.05-0.15 90-80 ----- ----- ---- 0.15-0.5 66-56 56-46 80 70 0.5-2.51 56 46 74 64 2.51-3.0 73 63 74 64 3.0-5.0 56 46 74 64 5.0-3060507464灯具EMC 标准:EN61547(抗扰度) EN61547EN61547((抗扰度抗扰度))EN61547介绍灯具类抗扰度标 准 试验项目参数和规定EN61000-4-2 静电放电 4KV(CON)/8KV(AIR)EN61000-4-4 快速脉冲 0.5KV(输出.信号端)1.0KV(电源端)5/50ns 5KHz 0.15-80MHZ 1V 或3V(未调制) 150ohm 阻抗 80%AM(1KHZ) EN61000-4-6 注入电流0.15-80MHZ 1V 或3V 150ohm 阻抗 80%AM(1KHZ)EN61000-4-3 射频电磁场 80-1000MHZ 3V 未调制 80%AM(1KHZ) EN61000-4-5 浪涌雷击 1KV/2KV 1.2/50us 50/60HZ EN61000-4-8 工频磁场 3A/M短时中断 0% 0.5P EN61000-4-11电压暂降 70% 10P。
逆变器emc传导辐射测试整改技巧逆变器电磁兼容(EMC)传导辐射测试是为了评估逆变器在使用过程中是否会对其他设备产生电磁干扰或受到其他设备的电磁干扰。
下面是逆变器EMC传导辐射测试整改技巧的详细回答。
1.选用合适的测试设备:进行EMC传导辐射测试需要使用专用的测试设备,如天线、功率放大器、频谱分析仪等。
选择合适的测试设备可以提高测试的准确性和稳定性,降低测试误差。
2.设计合理的测试环境:进行EMC传导辐射测试时,应确保测试环境符合要求。
首先,测试环境应具备良好的电磁屏蔽性能,避免外界电磁干扰的影响。
其次,测试环境还应满足逆变器的安装要求,如逆变器与其他设备之间的距离、逆变器与天线之间的距离等。
3.优化逆变器电路设计:逆变器的电路设计是影响EMC传导辐射的重要因素之一。
通过优化电路设计,可以减小电路中的电磁辐射源,降低传导辐射的水平。
具体措施包括:减小电路中的高频信号幅值、加强电磁屏蔽、合理布局电路板等。
4.优化逆变器的接地设计:逆变器的接地设计对于减小EMC传导辐射起到重要作用。
合理的接地设计可以降低逆变器与其他设备之间的电磁耦合,减小传导辐射的水平。
接地设计方面的要点包括:保持低阻抗接地、减小接地回路的面积和长度、避免共模干扰等。
5.优化逆变器的滤波设计:逆变器的滤波设计也是减小EMC传导辐射的重要手段之一。
在逆变器输出端添加合适的滤波器,可以有效地抑制电磁辐射。
常见的滤波器包括:差模滤波器、共模滤波器、衰减器等。
6.检测和排除问题:进行EMC传导辐射测试后,如果发现较高的传导辐射水平,需要及时检测并排除问题。
可以通过逆变器电路的局部改进、滤波器的优化以及接地设计的调整等方式来解决问题。
7.定期进行EMC测试:为了确保逆变器的EMC性能持续符合要求,建议对逆变器进行定期的EMC测试。
通过定期测试,可以及时发现和解决可能存在的问题,保证逆变器在使用过程中不会对其他设备产生电磁干扰或受到其他设备的电磁干扰。
EMC测试常用设备使用时的注意事项1. 天线:EMC测试的频率范围都很宽,因为事先并不知道骚扰的频率是多少,所以,测试必须借助各种探测天线来把场强转换成电压。
一般来讲,EMC测试用的天线都工作在近场区,测试结果对测试距离非常敏感。
因为电场、磁场之比(波阻抗)在近场区不再是个常数,所以这些天线虽然给出了电场、磁场的校正系数,但只有当这些天线作远场测试时才有效,测量近场干扰时,电场与磁场测试结果不能再按此换算。
2. 人工电源网络要注意人工电源网络与接地平板成低阻抗良好连接。
3. 频谱分析仪要注意根据测试要求选取频率分辨率、灵敏度、动态范围、扫频宽度等参数合适的频谱分析仪。
频率分辨率:能够分辨的最小谱线间隔,它表征了频谱分析仪能将频率紧挨在一起的信号区分开来的能力。
灵敏度:表征了频谱分析仪测量微小信号的能力。
频谱分析仪的噪声电平决定于中频滤波器带宽,一般在-80dB~-130dB。
动态范围:表征了它同时显示大信号和小信号的真实频谱的能力,动态范围的上限由频谱分析仪的非线性失真所决定。
频谱分析仪动态范围一般在60dB以上,甚至100dB。
扫频宽度:频谱分析仪在一次测量分析过程中显示的频率范围。
4. 测量接收机频谱分析仪只有峰值检波,而测量接收机除了峰值检波外,还有准峰值检波和平均值检波,要根据不同的标准或法规选择合适的检波器。
峰值检波只测试骚扰信号振幅的最大值,适用于单一脉冲或重复频率很低的脉冲骚扰信号的测试。
而有些骚扰信号对音频影响的客观效果是随着重复频率增高而增大的,对这种信号仅仅测量信号的振幅无法客观反映其影响效果,因此,这时就要用准峰值检波。
准峰值检波器其充电时间常数比峰值检波器大,放电时间常数比峰值检波器小,不仅可以测量出骚扰信号信号幅度,还反映它的时间分布。
如何避免EMI测量接收机发生过载OVLD故障测量接收机是EMC测试中使用最多的设备,由于测量信号未知,经常会发生过载OVLD故障。
一般来说,OVLD故障是由于RF Converter模块中的第一混频器受到损坏所引起的。
65. 如何通过天线设计提升电磁兼容性?65、如何通过天线设计提升电磁兼容性?在当今高度信息化的时代,电子设备的广泛应用使得电磁环境变得日益复杂。
电磁兼容性(EMC)成为了电子设备设计中至关重要的一个环节。
而天线作为电子设备中负责信号收发的关键部件,其设计对于提升电磁兼容性有着举足轻重的作用。
首先,我们来了解一下什么是电磁兼容性。
简单来说,电磁兼容性是指电子设备在复杂的电磁环境中能正常工作,且不对其他设备产生不可接受的电磁干扰。
当电子设备之间的电磁干扰过大时,可能会导致信号失真、数据错误、系统故障甚至设备损坏等问题。
那么,天线设计与电磁兼容性之间有怎样的关系呢?天线作为电磁能量的收发装置,其性能直接影响着设备的电磁辐射和接收特性。
一个设计不合理的天线可能会产生过强的电磁辐射,或者对外部的电磁干扰过于敏感,从而破坏整个系统的电磁兼容性。
在天线设计中,选择合适的天线类型是提升电磁兼容性的第一步。
不同类型的天线具有不同的辐射特性和频率响应。
例如,微带天线具有低剖面、易于集成的优点,但带宽较窄;而偶极子天线则具有较宽的带宽,但尺寸相对较大。
根据具体的应用场景和电磁兼容性要求,选择合适的天线类型可以有效地减少电磁干扰。
天线的工作频率也是一个关键因素。
在设计时,需要确保天线的工作频率与系统中其他电子元件的工作频率相互协调,避免产生频率冲突。
同时,通过合理的频率规划,可以减少不必要的谐波和杂散发射,从而提升电磁兼容性。
天线的布局和安装位置同样重要。
在设备内部,天线应尽量远离其他敏感元件和电路,以减少相互干扰。
此外,天线的安装方向和角度也会影响其辐射特性,需要根据实际情况进行优化调整。
为了进一步提升电磁兼容性,天线的阻抗匹配也是不容忽视的。
良好的阻抗匹配可以使天线的能量传输效率最大化,减少反射和驻波,从而降低电磁辐射和干扰。
通过调整天线的几何形状、尺寸以及馈电方式等,可以实现理想的阻抗匹配。
在天线的制造过程中,材料的选择也会对电磁兼容性产生影响。
2.4 GHz天线和滤波器的器件选择与设计因素考虑2.4 GHz是现代RF设计的最佳选择,可以通过提及一些知名品牌来证明:蓝牙,ZigBee,Wi-Fi和WLAN。
人们还可以将细胞应用投入混合物中。
显然,这种未经许可的频段允许各种手持式,移动式和固定式基站设计,这些设计可以点对点通信,也可以通过蜂窝或网状网络进行路由。
但是,人气带来了技术问题。
即使使用通道分段,一个标准的信号也可以踩到另一个标准信号并阻塞吞吐量。
幸运的是,频率分配,算法,时间切片和后退定时器等技术有助于让每个人分享乐队并一起玩得很好。
即便如此,实现最佳性能和满足可靠性目标需要卓越的天线设计,并密切关注相关组件,以保持一切谐振。
更重要的是,无论是平衡还是单端,发射增益和接收灵敏度取决于天线的物理特性及其辐射方向图。
本文将介绍2.4 GHz天线以及使其工作的耦合网络。
它研究了可在2.4 GHz ISM频段工作的商用单芯片天线。
它讨论了与使用单芯片天线相关的天线类型,RF分布模式以及范围和设计问题,而不是连接器安装的外部天线或PCB天线。
信号路径使天线按需运行的关键是天线的信号路径。
虽然大多数RF芯片具有良好的输出级,但仍可能需要匹配,滤波和分离,特别是如果单个天线用于多个通信标准。
因此,典型的RF 输出级仍然必须连接到单端,平衡或双工匹配网络(图1)。
图1 :虽然RF芯片具有很多功能,但与天线的匹配仍然是工程师的责任,并且根据所使用的天线类型以及它是否是共享RF级而不同。
例如,使用蓝牙的应用程序。
您可以使用带通或低通滤波器组合的单端输出级将IC驱动器级布线和匹配到天线(图2A)。
更好的方法是通过平衡- 不平衡转换器和带通滤波器使用平衡差分驱动器级(图2B)。
图2A:单个- 结束连接可以利用较低成本的过滤器和匹配元素。
[转帖]短波通信中的天线选型凌波漫步发表于2006-4-4 12:21:45短波通信中的天线选型EMC CHINA .COM 中国电磁兼容网短波通信是指波长100-10米(频率为3-30MHz)的电磁波进行的无线电通信。
短波通信传输信道具有变参特性,电离层易受环境影响,处于不断变化当中,因此,其通信质量,不如其它通信方式如卫星、微波、光纤好。
短波通信系统的效果好坏,主要取决于所使用电台性能的好坏和天线的带宽、增益、驻波比、方向性等因素。
近年来短波电台随着新技术提高发展很快,实现了数字化、固态化、小型化,但天线技术的发展却较为滞后。
由于短波比超短波、卫星、微波的波长长,所以,短波天线体积较大。
在短波通信中,选用一个性能良好的天线对于改善通信效果极为重要。
下面简单介绍短波天线如何选型和几种常用的天线性能。
一、衡量天线性能因素天线是无线通信系统最基本部件,决定了通信系统的特性。
不同的天线有不同的辐射类型、极性、增益以及阻抗。
1.辐射类型:决定了辐射能量的分配,是天线所有特性中最重要的因素,它包括全向型和方向型。
2.极性:极性定义了天线最大辐射方向 电气矢量的方向。
垂直或单极性天线(鞭天线)具有垂直极性,水平天线具有水平极性。
3.增益:天线的增益是天线的基本属性,可以衡量天线的优劣。
增益是指定方向上的最大辐射强度与天线最大辐射强度的比值,通常使用半波双极天线作为参考天线,其它类型天线最大方向上的辐射强度可以与参考天线进行比较,得出天线增益。
一般高增益天线的带宽较窄。
4.阻抗和驻波比(VSWR):天线系统的输入阻抗直接影响天线发射效率。
当驻波比(VSWR)1:1时没有反射波,电压反射比为1。
当VSWR大于1时,反射功率也随之增加。
发射天线给出的驻波比值是最大允许值。
例如:VSWR为2:1时意味着,反射功率消耗总发射功率的11%,信号损失0.5dB。
VSWR为1.5:1时,损失4%功率,信号降低0.18dB。
EMCEMS(电磁抗扰度测试)抗扰度测试项目1.静电放电引用IEC61000-4-2(GB/T17626.2);EMC对策v 箝位二极管保护电路v 稳压管保护电路v TVS(瞬态电压抑制器)二极管v 分流电容滤波器v 在易感CMOS、MOS器件中加入保护二极管;v 在易感传输线上串几十欧姆的电阻或铁氧体磁珠;v 使用静电保护表面涂敷技术;v 尽量使用屏蔽电缆;v 在易感接口处安装滤波器;无法安装滤波器的敏感接口加以隔离;v 选择低脉冲频率的逻辑电路;v 外壳屏蔽加良好的接地。
2.辐射射频电磁场引用IEC61000-4-3(GB/T17626.3);YY0505的规定v 80MHz ~ 2.5GHz v 10V/m(生命支持EUT)v 3V/m (非生命支持EUT)v 场地校准时的频率步长:≤1% v 调制频率:2Hz,1kHzv 最小驻留时间:足够长,能被激励并响应●≥3秒,用2Hz调制时●≥1秒,其它●平均周期的1.2 倍,对数据取时间平均值的EUT●对有多参数和子系统的EUT,驻留时间选最大者。
v 在屏蔽室内使用的设备●试验电平:Llimit-⊿Lv 为工作目的而接收RF能量的设备●在其独占频带内应保持安全,可免予基本性能要求●接收部分调谐至优选的接收频率,或可选接收频段的中心v 患者耦合电缆的规定●应采用制造商允许的最大长度●患者耦合点对地应无有意的导体或电容连接v 对永久性安装的大型设备和系统●在安装现场或开阔场测试●用手机/无绳电话、对讲机和其它合法的发射机等的信号对EUT进行测试●另外,在80MHz~2.5GHz,在ITU为ISM指定的频率上进行测试,但调制信号可与手机/无绳电话、对讲机等的调制信号相同v EUT的供电可以是任一标称输入电压和频率3.电快速瞬变脉冲群(EFT) 引用IEC61000-4-4(GB/T17626.4);v ±2kV, 电源线;±1kV, I/O线、信号电缆、互连电缆v 长度短于3米的信号和互连电缆不测v 所有患者用电缆免测,但必须连上v 在患者耦合点处,将规定的模拟手接到参考地v 手持式设备和部件应使用模拟手进行试验v 对有多额定电压的EUT,在最小、最大额定输入电压下分别测试v 可在任何额定电源频率下测试v 对于有内部备用电池的EUT,应在试验后验证EUT脱离网电源继续工作的能力EMC对策v 压敏电阻保护电路v 稳压管保护电路v 滤波(电源线和信号线的滤波)v 共模滤波电容v 差模电容(X电容)和电感滤波器v 用铁氧体磁芯来吸收v 电缆屏蔽v 共模扼流圈4.浪涌(冲击) 引用IEC61000-4-5(GB/T17626.5);YY0505的规定v 交流电源端口:●±0.5kV, ±1kV,差模注入(AC L-N)●±0.5kV, ±1kV, ±2kV,共模注入(AC L-PE、N-PE)●交流电压波形相角0o或180o、90o和270o●如果EUT在初级电源电路中无浪涌保护装置,可免掉低等级的试验。
电磁兼容和射频(无线)测试的暗室指南如果您正在考虑用于内部排放、免疫或无线测试的消声室(有人称之为EMC暗室),本指南将帮助您确定在选择Make和型号时需要考虑的重要因素。
但即使你没有能力购买一个商会,这个指南将帮助你了解更多关于你的第三方测试提供商的设施的商会。
下面是我们将在这篇文章中讨论的一些主题:•什么是消声室,它们是如何工作的?•有哪些类型的消声室可用,它们有何不同?•燃烧室的设计特点是什么,它们是如何影响性能的?•室内辐射排放试验和辐射抗辐射试验所需的典型设备•商会成本:新的和已使用的•出售用室•拆解、重新组装和运输费用消声室-它们是什么,它们是如何工作的?“消声”这个词或多或少意味着“没有回声”。
“an”一词的第一部分,意思是“不”或“没有”;第二部分“回声”来自拉丁文单词Echo,其本身来自古希腊语单词ἠχώ(ēkhṓ)和相关的单词ἠχή(ēkhḗ,即“声音”)。
消声室的主要特点是,它的设计目的是吸收房间内的反射波,而不是让它们从墙壁上反弹,从而产生回声。
这些室,如果设计和装配正确,也做了很好的工作,以防止波进入室内,即,他们提供了屏蔽免受外界干扰。
如果你曾经在一个巨大的房间或洞穴里喊过“回声!”,你就会知道你通常会在听到你的声音重复几次时产生某种回响。
为了避免这种现象,暗室内部排列着吸收波的物质(我们将进入下面)。
有许多类型的消声室是为不同的应用而设计的。
一些最常见的用途和类型是用于诸如录音、辐射发射测试、辐射抗扰度测试、无线发射机(RF)测试、天线测试和比吸收率(SAR)测试。
音频室在这里是个奇怪的人,因为它们处理的是声波的吸收,而不是电磁能量的吸收,而电磁能量是所有其他类型的音箱所共有的。
在本指南中,我们将讨论电磁(EMC/EMI)消声室。
有什么类型的暗室?在电磁测试方面,这当然是我在EMC FastPass这里的重点,有几种不同类型的腔室可以非常有用。
您的选择取决于您的应用程序(以及您的钱包的大小!)半无分室(SAC)与完全无分室(Far)迄今为止,最常见的EMC测试室是半消声室.“半”这个词表示它只能部分吸收电磁能,其中一个原因是房间的地板是反射的,而不是吸收的。
电磁兼容性测试 前 言 各类电子设备带给人类生活无限方便, 却也造成复杂电磁噪声环境。
国际及各国陆续制订相关的电磁兼容标准,要求电子电机设备相关产品必须符合辐射干扰与传导干扰发射规格,以及辐射耐受性与传导耐受性规格。
国内各类电子企业为使产品达到国际EMC要求,促使EMC测试场地快速成长,大型企业都趋向自行筹建EMC实验室。
为了验证电子电机设备EMC设计是否良好,必须在研发之整个过程中,对各种电磁干扰源之发射干扰、传输特性及受干扰设备能否负荷耐受性测试,验证设备是否符合相关电磁兼容性标准和规范;找出设备设计及生产过程中,在EMC方面之盲点。
在客户安装和使用设备时,提供了既真实又有效之数据,因此,EMC测试是EMC设计所不可或缺之重要环节。
本文将针对EMC测试最新之军规、商规、车辆规范等作一比较分析测试方法差异及相关经验。
表一 . 常见美军军规, 欧美商规及车辆用电磁干扰(EMI)测试项目摘要比较 MIL-STD-461D EN/IEC-欧联 FCC-美国 车辆-全车或零组件 CE-101, 30Hz~10KHz 电源线 CE-103, 10kHz~10MHz 电源线, 电压量测 传 导 放 射 CE CE-06(VBW)天线端10kHz~40GHz RE-101, 30Hz~100KHz 磁场量测 RE-102, 10KHz~18GHz 电场量测 电 磁 干 扰 测 试 E M I 辐射 放射 RE RE-103, 10KHz~40GHz 假波与谐波 传导干扰与辐射干扰EN550-11工业, 科学与医疗仪器EN550-13 广播接收机EN550-14家电及手工具产品EN550-15灯具类产品EN 550-22资讯类产品EN61000-3-2电流谐波EN61000-3-3电压变动与闪烁 传导干扰与辐射干扰 PART 15J PART 18 传导干扰与辐射干扰 CISPR 12 SAE J551C 72/245/EEC 95/54/EC SAE J1113-23(扁条式天线) SAE J1113-25(平行板天线) 表二.常见美军军规, 欧美商规及车辆用磁用耐受性(EMS)测试项目摘要比较 MIL-STD-461D EN/IEC-欧联 FCC-美国 车辆(全车或零组件 CS-101,30Hz~10KHz, 电源线, Pmax=80W CS-103,15KHz ̄10GHz交互调变 CS-104,30Hz~20GHz 消除不要讯号 CS-105,30Hz~20GHz 交叉调变 CS-109,60Hz~100KHz 结构电流 CS-114, BCI, 10KHz~400MHz CS-115, BCI, 10KHz 脉冲激发 电 磁 耐 受 性 测 试 E M S 传 导 耐 受 性 C S CS-116, 阻尼式弦状波暂态 IEC 1000-4-2 ESD静电放电 IEC 1000-4-3辐射耐受性 IEC1000-4-4快速暂态与丛讯 IEC1000-4-5雷击突波耐受性 IEC 1000-4-6传导耐受性 IEC 1000-4-8不适用 ISO 11451-2(全车辐射) ISO 11451-3(全车) ISO 11451-4(全车BCI) ISO 11452-2(0.2-18GHz) ISO 11452-3(TEM CELL) ISO 11452-4(零件BCI) ISO 11452-5(扁条式天线) ISO 11452-6(平行板天线) ISO 11452-7(射频电源注入) JASO 7637-1(12V电源) JASO 7637-2(24V电源) JASO 7637-3(12V-24V) RS-101,30kHz~100kHz 磁场量测 RS-103,10kHz~40GHz 电场量测 辐射 耐受 性RS RS-105暂态电磁场 电源频率磁场 IEC 1000-4-11瞬降瞬断电压 95/54/EC ISO 10605(静电放电) 电磁兼容性测试范围与所采用之标准和规范 依据相应之电磁兼容性标准和规范,电磁干扰(EMI)及电磁耐受性测试(EMS)在不同频率范围内,采用不同之方式进行。
emc测试条件和方法EMC测试(Electromagnetic Compatibility testing)是通过测试电子设备对电磁环境中的电磁干扰和抗扰度的能力,以确保电子设备在正常使用时不会产生不兼容的电磁相互干扰。
本文将介绍EMC测试的条件和方法,并重点讨论现代电子设备的EMC测试。
EMC测试的条件:1.测试环境:EMC测试应在符合国际、国家或行业相关规范的实验室中进行。
实验室应具备完备的测试设备和仪器,以确保测试的准确性。
2.测试仪器:测试仪器应符合相关的规范和标准,经过校准和验证,以确保其测试结果的准确可靠。
3.电磁环境:EMC测试应在恶劣的电磁环境中进行,包括电磁波辐射和电磁电力线干扰,以反映真实使用环境下的情况。
4.测试样本:EMC测试应使用正式上市的或即将上市的电子设备作为测试样本,以确保测试结果的可靠性。
5.测试标准:EMC测试应根据国际、国家或行业相关的EMC测试标准进行测试,以确保测试结果的可比性和一致性。
EMC测试方法:1.辐射测试:辐射测试主要测试电子设备在正常运行时是否会产生电磁辐射并超出规定的限值。
常用的测试方法包括天线法、电场法和射频电缆法。
测试时,将被测设备置于标准化的测试环境中,通过改变天线和测量距离,记录并分析被测设备产生的辐射电磁能量。
2.传导测试:传导测试主要测试电子设备对电磁干扰源的抵抗能力。
常用的测试方法包括共模传导干扰测试和差模传导干扰测试。
测试时,通过对被测设备的各个接口和输入输出端口施加不同的干扰信号,分析被测设备的输出信号是否正常,并通过相应的测试仪器记录和分析测试结果。
3.静电放电测试:静电放电测试主要测试电子设备对静电干扰的抵抗能力。
常用的测试方法为按照相关标准和规范对被测设备进行不同等级的静电放电,观察被测设备的工作状态是否正常。
4.快速瞬态干扰测试:快速瞬态干扰测试主要测试电子设备对瞬态干扰的抵抗能力。
常用的测试方法为通过施加脉冲电压或电流对被测设备进行干扰,观察被测设备是否正常工作,并通过相应的测试仪器记录和分析测试结果。
三种EMC主要测试项目测试方法介绍第一篇:传导发射(Conducted Emission)传导发射(Conducted Emission)测试,通常也会被成为骚扰电压测试,只要有电源线的产品都会涉及到,包括许多直流供电产品,另外,信号/控制线在不少标准中也有传导发射的要求,通常用骚扰电压或骚扰电流的限值(两者有相互转换关系)来表示,灯具中的插入损耗测试(直接用dB表示)也属于传导测试范畴。
1. 测试标准:有CISPR22(ITE),CISPR14-1(家电和工具),CISPR13(AV),CISPR15(灯具),CISPR11(ISM),其他产品及产品类标准都是引用以上标准的测试方法,以引用CISPR22居多。
2. 测试方法:1) 仪器和设备:接收机、LISN(线路阻抗稳定网络,或叫AMN人工电源网络)、模拟手、被动电压探头、电流探头(与电流探头配合使用的CDN,容性电压探头)、DIA(断续干扰分析仪,用于测试CISPR14-1中的断续干扰)、测插入损耗的一整套设备等,当然,PC也不可少,DIA需要遵循CISPR16-1-1的要求,其他辅助设备需要遵循CISPR16-1-2的要求。
2) 测试布置:分台式与落地式,台式设备离LISN 80cm,离接地平板40cm(这里的接地平板可以是水平接地板,也可以是屏蔽室的垂直接地内墙),落地式设备离接地平板距离随不同标准有不同的偏差允许,CISPR14-1,15里面是10cm +/- 25%,13里面是up to 12mm,22里面是up to 15cm, 11里没有明确距离,只说了需要与接地板用绝缘材料隔开。
辅助设备的布置也随测试标准的不同有出入,CISPR22中辅助设备离主设备10cm,相互之间的互联线至少离接地平板40cm。
手持II类设备需要包模拟手。
CISPR15中自镇流荧光灯需要罩在一个辅助锥形金属罩里。
3) 测试频段:大多是150kHz-30MHz,CISPR15是例外(骚扰电压9kHz-30MHz,插入损耗150kHz-1,605kHz)。
EMC 、RF 测试常用天线简介天线在EMC 、RF 测试,测量中运用相当普遍,常用天线如下:1、双锥天线:常用于RSE 替代法测试。
常用工作频段:30MHz~300MHz双锥天线2、对数天线:常用于辐射场地NSA 校准。
常用工作频段:30MHz~1GHz对数天线3、对数周期天线:常用于辐射骚扰/辐射杂散低频测试。
常用工作频段:30MHz~3GHz 对数周期天线4、三环天线:常用于灯具产品磁场辐射测试。
常用工作频段:9KHz~30MHz 三环天线5、喇叭天线:常用于辐射骚扰/辐射杂散高频测试。
常用工作频段:1GHz~18GHz 喇叭天线6、偶极子天线:常用于场地衰减和天线系数的测量中。
常用工作频段:30MHz~4GHz 偶极子天线7、环天线:常用于低频磁场测试。
常用工作频段:9KHz~30MHz 环天线在进行EMC 和RF 测试中,以下的几个基本概念需要有所掌握:天线的极化方向经常有客户问什么是垂直什么是水平啊,天线向周围空间辐射电磁波。
电磁波由电场和磁场构成。
人们规定:电场的方向就是天线极化方向。
一般使用的天线为单极化的。
下图示出了两种基本的单极化的情况天线的极化方向波瓣宽度波束宽度指的是在天线峰值响应的方向上,两个半功率点之间的角度,波束宽度有E面和H面两个分量,两者不一定完全相等,如果某一天线的增益设计为正,则它的波束宽度和增益常常正好相反。
方向图通常都有两个或多个瓣,其中辐射强度最大的瓣称为主瓣,其余的瓣称为副瓣或旁瓣。
在主瓣最大辐射方向两侧,辐射强度降低3 dB (功率密度降低半)的两点间的夹角定义为波瓣宽度(又称波束宽度或主瓣宽度或半功率角)。
波瓣宽度越窄,方向性越好,作用距离越远,抗干扰能力越强。
波瓣宽度天线增益增益是指:在输入功率相等的条件下,实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。
它定量地描述一个天线把输入功率集中辐射的程度。
增益显然与 天线方向图有密切的关系,方向图主瓣越窄,副瓣越小,增益越高。
EMC培训要点此次EMC培训内容归纳起来主要讲了两大方面:一、关于结构方面的EMC设计,包括接地点的位置选择、外部连接电缆的位置、外部连接器的放置位置等;二、关于PCB的EMC设计。
主要的学习要点归纳如下:第一天学习要点:1.外围干扰体现在干扰电压叠加在电路工作电压上,使器件工作电压高于正常工作电压范围,例如逻辑电路由0变1,使电路工作不正常2.导线尺寸大于辐射的波长时才会构成天线,产生干扰3.EMC测试以共模干扰测试为主,共模测试为对地的干扰测试,共模信号实际上都是对参考地的信号;共模测试需考虑的地方主要有金属机箱与参考地;除了电路正常工作的信号其它信号都是共模干扰信号4.抑制干扰的原则:改变电流流回大地的路径,使其远离PCB或者说远离关键器件5.外部电缆是干扰产生的原因及源头,构成天线输出干扰的一般都是线缆,接地点应靠近信号电缆,好的接地点应绕过PCB构成环路6.EMC测试时规定的测试高度其实是规定产品对地的寄生电容,保持测试的一致性7.外部I/O所放的位置应该放置在一个电路板的同一侧,这样可以使共模电流不流过整个电路板及其工作地,分散的在电路板中放置连接器意味着增加EMC风险8.传导骚扰测试中应注意接地环路的连接方式,即将EUT(被测体)的接地线借至LISN(测试仪器的接地端,同时接地线与电源线以较近的距离(小于5mm)平行布线9.PCB布板时应注意晶振下面不要走信号线,特别是与对外接口直接相连的信号,若底层一定要走信号线,需在中间加地层隔离10.PCB上没被利用的金属面都应该接地11.开关电源中Y电容的作用也是改变环路,从而减小电源线的干扰电流12.开关电源PCB设计时开关管与吸收电容的地要良好连接,保证等电势,否则会产生另外的辐射干扰13.外壳必须做到等电位14.PCB与金属外壳之间在靠近I/O端口间连接最好15.开关电源中开关管的散热器接0V的作用也是改变环路,从而旁路掉干扰电流16.从EMC方面考虑:模拟地与数字地之间最好不放磁珠、电感或者0欧姆电阻,应直接相连,目的是保证等电位,PCB中大面积铺地的作用就是为了保证等电位,从而抗干扰17.金属抗干扰最好,因此尽量用螺钉或金属相连,连接线缆是产生压降的原因,产生不等电位,由此可以联想到我们驱动器中驱动板与控制板、控制板与显示板用金属插针连接抗干扰性能最好18.导体之间面接触要比点接触EMC性能好很多,保证等电势19.电缆端口进行抗扰度和传导骚扰测试的电缆最小长度为3米(有些标准中规定进行浪泳测试的最小长度为10米),因此理论上在产品电缆设计时,只要在满足使用要求的前提下可以尽量缩短电缆长度,避免电缆成为天线,并可免去大部分EMC测试。
48MATERIAL APPLICATION IN EMCSAFETY & EMC No.2 2019圈数、绕法同前两步,测试结果见图9。
试验结果符合要求,且有一定的余量。
的正确选择很重要。
低频干扰,一般选用非晶磁环和锰锌磁环抑制;高频干扰,通常采用镍锌磁环抑制。
5 结语磁环作为一种简单易操作的干扰抑制手段,其效果已在电磁兼容整改实践中得到验证,除上述内容外,磁环使用还应注意以下几点:a) 磁环和所缠绕线结合越紧密越好;b) 磁环的安装位置应尽量靠近干扰源,若产品外壳是金属,磁环一定要靠近壳体接缝处放置;c) 根据特定的抑制频点选择磁环及绕制圈数。
参考文献[1] 王彦伶,赵义恒.铁氧体及感性元件在抑制电磁干扰中的应用[J].电子元器件应用, 2005(1): 13-18.[2] 王景利,杜祥岭, 梁波.用铁氧体模型进行抑制电磁干扰的分析[J].辽宁工业大学学报: 自然科学版, 2002, 22(1):22-23.[3] 向仁生.微波铁氧体线性器件原理[M].北京:电子工业出版社, 1989: 23-78.[4]孙宏亮,文芳.加载铁氧体磁环对同轴电缆耦合脉冲干扰的影响[J].电工技术学报, 2009, 24(7): 7-10.[5] 苏桦,唐晓莉,张怀武.抗电磁干扰(EMI)磁性材料及元器件技术[J].世界科技研究与发展, 2001, 23(4): 18-20.编辑:刘新霞图8采用锰锌磁环的测试曲线图9采用非晶磁环的测试曲线GB/T 6113.105-2018和GB/T 6113.106-2018将于7月1日实施GB/T 6113.105-2018《无线电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范 第1-5部分:无线电骚扰和抗扰度测量设备 5 MHz~18 GHz 天线校准场地和参考试验场地》和GB/T 6113.106-2018《无线电骚扰和抗扰度测量设备和测量方法规范 第1-6部分:无线电骚扰和抗扰度测量设备 EMC 天线校准》由国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会于2018年12月28日发布,将于2019年7月1日实施。
EMC天线的选择
引言
选择天线可能是每个EMC工程师必须面对的较为艰巨的任务,极少数的电气工程师,无论是数字电路的研发者,EMC专家还是其它领域的工程师,才能理解天线的制造厂商为了制造出有用的、用户又买得起的天线产品而采取的折衷措施。
但EMC工程师也不必为缺乏某一方面的知识而尴尬,因为大多数天线专家虽然有很好的天线理论知识,他们也常常习惯于根据通信的要求或其它射频应用领域对天线的要求来考虑问题,他们往往不会去理解用于EMC测试的天线的独特要求。
基本概念
对EMC测试天线来说,接收指的是测量不希望有的辐射发射、而“发射”指的产生用于敏感度试验的电磁场,下面复习一下其它几个关键术语。
·增益增益用来衡量天线从某一方向接收和发射信号的能力,当与其它方向相比时,增益通常用与全向天线比对的dB数来表示,增益可正可负,当把信号集中于一个方向时,可获得正的增益,就如同手电筒的光束一样,当天线系统存在损耗或所用的天线长度小于被测信号的波长时,增益为负。
·天线系数(AF)天线系数表示了天线的辐射场与天线输入电压之间的关系,当AF以dB为单位时,AF与增益有以下关系:
G(dBi)20lg(F)-29.79-AF(dB)
其中,F为频率,单位为MHz。
·波束宽度波束宽度指的是在天线峰值响应的方向上,两个半功率点之间的角度,波束宽度有E面和H面两个分量,两者不一定完全相等,如果某一天线的增益设计为正,则它的波束宽度和增益常常正好相反。
·带宽带宽指的是天线的频率覆盖范围,如果带宽以天线额定频率范围的一部分来表示的话,非谐振天线的带宽大于谐振天线的带宽,低增益天线的带宽大于高增益天线的带宽,用于宽带的,平衡不平衡转换器或匹配网络的天线,其带宽比天线系数的影响更大。
·阻抗天线的阻抗通常考虑很少,因为所有的EMC测试设备的负载阻抗均设计为50Ω,EMC天线的阻抗通常也在其频率范围内设计为感校准为接近50Ω,但是,测试人员也应该意识阻抗不匹配所带来的可能问题,尤其是低频磁场环天线,天线的阻抗往往随频率而变,但许多低频环天线并没有匹配网络去补偿这种变化。
·驻波比(VSWR)驻波比是衡量两个RF设备阻抗是否匹配的间接参数。
VSWR对大多数用户来说都非常重要,这有几个复杂原因,简单地说,在通常情况下,馈线表现出来的阻抗是馈线的额要阻抗和负载阻抗之和,因此,在馈线两端就可能出现阻抗的不匹配,这样,大多数信号都将在负载处反射,然后,再沿着馈线在源处再次反射,当需要精确测量的时候,或当信号源对阻抗不匹配很敏感的时候,或当馈线的损耗很重重的时候,VSWR都将成为一个问题。
·尺寸尺寸是一个很重要的天线特性,天线需要控制和移动就限制了天线的实际尺寸大小,需要在屏蔽室内使用天线也限制了天线的最大尺寸,需要减小对地或对周围物体不希望有的耦合也将影响尺寸,但相反地,希望天线有好的低频响应,增益高或带宽宽,就要增大天线的尺寸。
选择过程
根据前面所讲的有关天线的基本概念,EMC工程师就可以开始根据实际用途来选择天线,严格地讲,任何发射天线都可以用于接收,但是,在很多接收场合中,有源天线额外的灵敏度几乎将所有的电子电路都转变成了开路电路。
一个很重要的问题是频率范围,在大多数的EMC测量中,所要求的频率范围远大于某一单个天线的频率范围,实际上,由于带宽和天线尺寸的限制,在一次测试中使用5副天线来覆盖整个测试频段也并不少见的。
在很多情况下,频率低端足以低到需要的两副天线——一副用来测量电场分量,另一副用来测量磁场分量,这种用法可以这样来解释,当测量距离采用绝对单位并且由测量标准规定了的时候,电磁场的分布就是源阻抗(可能未知)和以波长来表示的距离的函数,在“远场”区电磁场可认为具有平面波的特性,E场分量和H场分量可由自由空间的波阻抗377Ω联系起来。
由此,可由场功率,E场和H场三个变量中已知任两个求得第三个变量,在“近场”区中就没有这种固定关系存在,近场区中任一点的波阻抗介于未知的源阻抗和已知的自由空间波阻抗之间,由于波阻抗未知,因此就需要分别测量E场和H场,然后计算功率,(还可能计算出这一点的波阻抗并推出源阻抗,这种计算对诊断出有害辐射的实际源很有用处),有测试人员可能会问,为什么不能用一副或二副天线来覆盖整个频率范围?因为,在选择天线时还需考虑很多别的折衷因素,将在下面几节中详细阐述。
增益的重要性
每副天线都有正的增益和负的增益,正增益是好的,但负增益虽然是不希望的但又是必要的,理想情况下,在EMC测量中所用的每副天线都应该尽可能地具有正增益而减小负增益,考虑实际天线设计的局限性,在天线增益上的花费常常低于接收天线的灵敏度或放大器功率,由于希望能检测到最小的辐射发射或产生敏感度测试所需要的场,而花费最少,所以就要取最佳的天线增益。
除了标准规定的调谐偶极子以外,大多数100MHz以下的天线是非谐振的,并且表现出负增益(损耗),在这个频率范围内常用的天线是拉杆天线,用于低频E场测量(图1),在敏感度试验中也使用E场发生器,在这么低的频段,采用屏蔽环天线来测量H场,利用环天线来产生H场(图2),在20~30MHz以上时,最常用的天线是非谐振偶极子天线,常常用双锥结构的(图3和图4),采用这类天线是因为随着频率的降低,宽带谐振天线的尺寸要变大,而且会很快大得让人无法接受,增益为负是由于这类天线的尺寸与所测信号的波长相比较小,只有在测试时间允许的情况下,才使用需要在每个频点都进行调谐天线。
图1 有源E场杆天线图2 有源环天线图3 调谐偶极天线阵
图4 双锥天线图5 对数周期天线
在100~200MHz频率范围内,宽带谐振天线是最实用的,并且用的很多,但由于这类天线尺寸太大,有时候无法使用,因此,在这个频率范围内,有时仍使用效率不太高的非谐振天线,当频率高于200MHz时,增益天线用的很普遍,但尺寸又是主要的限制因素之一。
从理论上讲,对数周期天线可以设计为覆盖整个频率范围并且提供很高的增益(图5),但是,随着带宽的增加,天线的尺寸也加大,在较高的频率上,短振子的长度及其支架与支持较大的低频振子所需要的机械强度是不匹配的,另一种类型的天线也常常用于高频段,如双脊波导喇叭天线,由于所涉及的机械问题和高增益,这类天线最好用于1~2GHz以上的频段。
尺寸问题
上面已提到了EMC天线的设计中,尺寸是一个很重的制约因素,使用非常大的天线会出现很多问题。
我们要求从天线耦合到地面,被测设备、屏蔽室的墙面和任何其它周围物体的干扰必须最小,如果天线的振子与周围物体保持一定距离的话,耦合问题就会小一些。
显然,从这点上讲,天线越小越好。
波束宽度是另一个必须与增益折衷考虑的因素,天线不能产生功率!天线的作用仅仅是集中功率,就如同放在光线后面的反光镜的作用一样,换句话说,增益和波束宽度是一对矛盾,当增益增大时,波束宽度减小,反之亦然,这种现象的实际效果就是限制了任意时刻的“被测”区域,如果在敏感度试验中,测试场的辐射范围或者在辐射发射试验中,接收天线的接收范围小于被测设备的尺寸,那么就需要反复多次重复试验直到被测设备完全被测试过但即使这样,测试结果也可能是无效的。
总之,增益,带宽和尺寸是相互联系的,通常随着增益的增加,尺寸也加大,同时,随着带宽的增大,尺寸也要加大,因此,围绕着天线的问题是显而易见的,要制造一副很小但带宽又很宽的天线是不现实的,
宽带天线从本质上讲应非常大。
选择天线时考虑的因素
在前面所讲的天线参数的基础上,EMC测试人员在选择天线时必须考虑一些非常专业的数据,如天线增益曲线究意有多平坦?在很多时候,使用增益平坦的天线比使用有一极高增益点的天线来很容易,又如,天线系数(或增益)是怎样测量的?一些商家会提供距离天线为常用距离时的数据,而另外一些商家则只提供远场数据,这些数据看起来要好一些,但不是很有用,还有,在测量天线系数时,有没有用衬垫?如果用了,它们将引入很大的损耗;除非拿开衬垫,否则它们将妨碍天线用作发射天线。
此外,是否为每副天线都提供了单独的校准曲线或校准图表?测试人员是否被限制于已校准的数据?厂家是否提供重复校准的服务?天线是一种精密仪器,必须保持它的精密度。
为了保证对基本测试天线的需要,EMC测试工程师必须对天线的生产厂商进行调查了解,厂家是否有专业人员愿意和能够花时间回答问题?是否能够对已上市的但未满足的特殊需要的天线进行修正?最重要的是,因为没有人能制造出100%完善的产品,因此,产品的合格率是多少?对可*性的实际评价和声誉应用时考虑。
最后该考虑的是价格问题,由于EMC天线是精密仪器,因此,没有很便宜的EMC天线,但是,天线只是EMC设备中的一小部分,因此,购买天线时,价格应不是主要问题,当然,越节省越好,但价格不应成为购买天线的决定性因素。
总结
选择EMC测试天线,首先必须明确测试任务,对发射天线和接收天线的要求是什么?频率范围是多少?最小可接受的增益是多少?可接受的天线的最大尺寸是多少?在弄清楚这些问题以后,就要决定使用几副天线?每副天线的频率范围和增益是多大?每副天线是否都分别进行了校准?获得的数据是否满足测试者的需要?结果以哪种形式表示最合适?是否可从厂家获得必要的帮助?测试配置的总花费是多少?是否在预算范围之内?当这些关键问题解决了以后,测试人员就可以满怀信心地填写定单了。