輻射式電磁兼容性（EMC）測(cè)試的目的

輻射式電磁兼容性（EMC）測(cè)試具有兩個(gè)關(guān)鍵目標(biāo)。首先，它旨在測(cè)量設(shè)備及其連接的線(xiàn)束所輻射的能量。其次，它驗(yàn)證被測(cè)試設(shè)備（DUT）在直接受到電磁場(chǎng)作用時(shí)是否能夠維持正常運(yùn)行狀態(tài)。

能量以電磁波的形式傳輸。根據(jù)麥克斯韋方程，通過(guò)導(dǎo)體流動(dòng)的任何電流都會(huì)生成一個(gè)磁場(chǎng)。在輻射排放測(cè)試中，這個(gè)生成的磁場(chǎng)幅度必須低于規(guī)定的限制。

相反地，任何輻射場(chǎng)照射到導(dǎo)體上都會(huì)引發(fā)流動(dòng)電流。在進(jìn)行輻射感受性測(cè)試時(shí)，DUT一直受到監(jiān)控，工程師能夠分析故障發(fā)生的具體時(shí)刻。與傳導(dǎo)測(cè)試相似，輻射測(cè)試使用地平面提供共模電流的回歸路徑。

輻射測(cè)試的天線(xiàn)無(wú)論是發(fā)射測(cè)試還是敏感測(cè)試，都會(huì)使用不同類(lèi)型的天線(xiàn)。所選擇的型號(hào)將取決于頻率范圍和期望的輻射模式。

20 MHz 到 330 MHz 的雙錐形天線(xiàn)

天線(xiàn)的諧振頻率（天線(xiàn)輻射最大能量的頻率）與天線(xiàn)長(zhǎng)度相關(guān)。因此，為了涵蓋EMC測(cè)試的所有頻率，當(dāng)從一個(gè)頻率范圍切換到另一個(gè)時(shí)，天線(xiàn)會(huì)進(jìn)行更換。

1 GHz 到 18 GHz 的喇叭天線(xiàn)

什么是輻射發(fā)射測(cè)試？

在輻射發(fā)射測(cè)試中，測(cè)量設(shè)備（DUT）發(fā)出的電磁波。輻射可以是有意產(chǎn)生的，例如，在使用Wi-Fi的設(shè)備中，但大多數(shù)輻射是由于通過(guò)內(nèi)部組件和線(xiàn)束循環(huán)的電流無(wú)意引起的。

本文介紹的方法基于CISPR 25和ISO 11452-2，這些標(biāo)準(zhǔn)定義了從150 kHz開(kāi)始測(cè)量無(wú)線(xiàn)干擾的限值和程序。所有設(shè)備必須放置在暗室內(nèi)，該暗室會(huì)衰減所有所需帶寬內(nèi)的所有發(fā)射。吸收材料被添加到墻壁上，以去除反射能量。

表格中列舉了EMC測(cè)試中使用的一些天線(xiàn)，根據(jù)頻段不同，天線(xiàn)與DUT或線(xiàn)束的中點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)。

根據(jù)頻段頻率，天線(xiàn)與DUT或線(xiàn)束的中點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)。在設(shè)計(jì)新產(chǎn)品時(shí)，正確設(shè)計(jì)線(xiàn)束和信號(hào)分配與產(chǎn)品設(shè)計(jì)本身同樣重要。由于電線(xiàn)攜帶電流并且可能很長(zhǎng)，因此它們可以用作不需要的天線(xiàn)，從而引發(fā)不需要的發(fā)射并使測(cè)試失敗。

頻帶	天線(xiàn)類(lèi)型
150 kHz–30 兆赫	1 m 垂直單極
30 兆赫–200 兆赫	雙錐形
200 兆赫–1000兆赫	對(duì)數(shù)周期
1000 兆赫–1500兆赫	喇叭或?qū)?shù)周期

根據(jù)頻段頻率，天線(xiàn)與 DUT 或線(xiàn)束的中點(diǎn)對(duì)齊。

在設(shè)計(jì)新產(chǎn)品時(shí)，正確設(shè)計(jì)線(xiàn)束和信號(hào)分配與產(chǎn)品設(shè)計(jì)本身同樣重要。由于電線(xiàn)攜帶電流并且可能很長(zhǎng)，因此它們可以用作不需要的天線(xiàn)，從而引起不需要的發(fā)射并使測(cè)試失敗。

輻射發(fā)射測(cè)試裝置。圖片由德州儀器 （TI） 提供

一旦所有設(shè)備都放置在電波暗室內(nèi)，并且 DUT 配置為以正常工作模式運(yùn)行，則使用 EMI 接收器或頻譜分析儀測(cè)量發(fā)射。

掃描完所有頻率范圍后，工程師必須將測(cè)量的電平與 CISPR 25 標(biāo)準(zhǔn)要求的電平進(jìn)行比較。如果測(cè)得的發(fā)射高于限值，則測(cè)試判定 DUT 為故障，即使它只在一個(gè)頻率下進(jìn)行了測(cè)試。這些限值可低至12 dBμV/m，高至61 dBμV/m。

輻射敏感性測(cè)試

任何安裝在其他設(shè)備附近的設(shè)備都容易受到周?chē)O(shè)備以及任何電源或通信線(xiàn)路產(chǎn)生的輻射的影響。如果電子設(shè)備沒(méi)有得到適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)，這種輻射會(huì)導(dǎo)致故障甚至損壞電子設(shè)備。

根據(jù)設(shè)備的不同，短期故障可能是允許的（例如，在顯示器中）或完全不可接受的（例如，在起搏器中）。為了防止這些誤差，被測(cè)設(shè)備會(huì)以許多不同的頻率產(chǎn)生電磁輻射，被配置成在正常情況下正常工作。

輻射敏感性測(cè)試的測(cè)試設(shè)置，也稱(chēng)為輻射抗擾度測(cè)試，與用于輻射發(fā)射測(cè)試的測(cè)試設(shè)置非常相似。主要區(qū)別在于，功率通過(guò)天線(xiàn)注入，然后電磁場(chǎng)指向 DUT 及其線(xiàn)束。

DUT 配置為在其所有工作模式下工作，例如正常、低功耗、有源通信，然后對(duì)其施加電磁場(chǎng)。如果被測(cè)被測(cè)設(shè)備在某個(gè)頻率下出現(xiàn)任何故障，則將記錄與故障相關(guān)的相關(guān)細(xì)節(jié)。

結(jié)論

在本系列中，我們回顧了兩種主要類(lèi)型的EMC測(cè)試：傳導(dǎo)測(cè)試和輻射測(cè)試。在全球任何地方銷(xiāo)售的每種產(chǎn)品都必須進(jìn)行EMC測(cè)試。

根據(jù)國(guó)家、行業(yè)和產(chǎn)品類(lèi)型，使用不同的測(cè)試設(shè)置和程序。為了準(zhǔn)備新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)并通過(guò)EMC測(cè)試，對(duì)這些應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)有扎實(shí)的了解是很重要的。