在這個由兩部分組成的系列文章的篇文章中，我們介紹了電磁兼容性 (EMC) 測試和標(biāo)準(zhǔn)的必要性。由于不可能同時測試世界上所有的設(shè)備，因此定義了測試所有進(jìn)入市場的系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化方法。

篇文章談到了傳導(dǎo) EMC 的測試，它有兩個目標(biāo)：首先，驗證通過線束線路發(fā)射的功率是否低于限制，其次，驗證設(shè)備是否可以支持一定量的注入電流而不受干擾。

本系列的第二部分介紹輻射 EMC 測試，其目標(biāo)與傳導(dǎo) EMC 測試相同。但是，輻射 EMC 測試不是測試有線介質(zhì)，而是處理電磁頻譜。 

輻射 EMC 測試的目標(biāo)

輻射 EMC 測試有兩個目標(biāo)。一種是測量從設(shè)備和與其連接的線束發(fā)出的輻射能量。另一個目標(biāo)是檢查被測設(shè)備 (DUT) 是否能夠保持正常工作模式，即使在直接施加電磁場時也是如此。

能量可以以電磁波的形式傳輸。根據(jù)麥克斯韋方程組，流過導(dǎo)體的任何電流都會產(chǎn)生磁場。在輻射發(fā)射測試期間，此生成的場振幅必須低于指定限制。

相反，落在導(dǎo)體上的任何輻射場都會引起循環(huán)電流。在進(jìn)行輻射敏感性測試時，DUT 始終受到監(jiān)控，使工程師能夠分析故障發(fā)生的時刻。與傳導(dǎo)測試一樣，輻射測試使用接地層為共模電流提供返回路徑。

輻射測試天線

對于發(fā)射和敏感性測試，使用不同類型的天線。所選型號將取決于頻率范圍和所需的輻射模式。

20 MHz 至 330 MHz 的雙錐形天線。圖片由AH Systems, Inc提供

天線諧振頻率（天線輻射能量的頻率）與天線長度有關(guān)。因此，為了覆蓋 EMC 測試的所有頻率，天線會在從一個頻率范圍轉(zhuǎn)移到另一個頻率范圍時發(fā)生變化。

適用于 1 GHz 至 18 GHz 的喇叭天線。圖片由ATEC提供

什么是輻射發(fā)射測試？

在輻射發(fā)射測試中，測量從 DUT 發(fā)出的電磁波。輻射可能是有意產(chǎn)生的——例如，在使用 Wi-Fi 的設(shè)備中——但其中大部分是由流過內(nèi)部組件和線束的電流無意引起的。

此處審查的方法基于CISPR 25和ISO 11452-2，它們定義了從 150 kHz 開始的無線電干擾測量的限制和程序。

所有設(shè)備都必須放置在一個消聲室內(nèi)，該消聲室可以衰減所有所需帶寬內(nèi)的所有發(fā)射。吸收材料被添加到壁上以去除反射能量。 

EMC 測試中使用的天線列表如下表所示。在可能的情況下，使用垂直和水平極化進(jìn)行測試。

根據(jù)頻帶頻率，天線與 DUT 對齊或在線束的中點。

在設(shè)計新產(chǎn)品時，正確設(shè)計線束和信號分布與產(chǎn)品設(shè)計本身一樣重要。由于電線承載電流并且可能很長，因此它們可以充當(dāng)不需要的天線，可以引起不需要的發(fā)射并使測試失敗。

輻射發(fā)射測試裝置。圖片由德州儀器提供

一旦所有設(shè)備都放置在電波暗室內(nèi)并且 DUT 配置為以其常規(guī)功能模式運行，就可以使用 EMI 接收器或頻譜分析儀測量輻射。

掃描所有頻率范圍后，工程師必須將測得的電平與 CISPR 25 標(biāo)準(zhǔn)要求的電平進(jìn)行比較。如果測得的發(fā)射高于限值，則測試將 DUT 判定為故障，即使它僅在一個頻率下進(jìn)行了測試。這些限制可低至 12 dBμV/m 和高至 61 dBμV/m。

輻射敏感性測試

靠近其他設(shè)備安裝的任何設(shè)備都容易受到周圍設(shè)備以及任何電源或通信線路產(chǎn)生的輻射的影響。如果電子設(shè)備沒有得到適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)，這種輻射會導(dǎo)致故障甚至毀壞電子設(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）。為了防止這些錯誤，以許多不同的頻率向 DUT 產(chǎn)生電磁輻射，DUT 配置為在正常情況下正常工作。

輻射敏感性測試（也稱為輻射抗擾度測試）的測試設(shè)置與用于輻射發(fā)射測試的測試設(shè)置非常相似。主要區(qū)別在于功率通過天線注入，然后電磁場指向 DUT 及其線束。 

DUT 配置為在其所有功能模式下工作——例如，正常、低功率、主動通信——然后將電磁場施加到它。如果在某個頻率下，被測 DUT 出現(xiàn)任何故障，將記錄與故障相關(guān)的詳細(xì)信息。

結(jié)論

在本系列中，我們回顧了兩種主要類型的 EMC 測試：傳導(dǎo)測試和輻射測試。在任何地方銷售的每種產(chǎn)品都必須進(jìn)行 EMC 測試。

根據(jù)國家、行業(yè)和產(chǎn)品類型，使用不同的測試設(shè)置和程序。為準(zhǔn)備新產(chǎn)品開發(fā)并通過 EMC 測試，對這些應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)有深入的了解非常重要。