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常用電磁兼容測試項目和測試要點

2008-09-26 來源：互聯網字號：大中小

我國于2001年12月3日（當時正值正式加入世貿組織的前夕）頒布第一批實施強制性產品認證目錄（3C認證），共涉及9個行業、19大類共計132種產品。在強制性產品認證目錄上的19大類產品中，除少數明顯與電技術無關外（如機動車輛輪胎、安全玻璃和乳膠制品等），多數都有電氣安全，有相當多的產品還涉及電磁兼容問題。

在國家標準GB/T4765-1995《電磁兼容術語》對“電磁兼容”的定義是：“設備或系統在其電磁環境中能正常工作，且不對該環境中的住何事物構成不能承受的電磁騷擾的能力”。

從字面理解看，設備的電磁兼容性包含了兩方面的意思：首先，設備要有一定的抗干擾能力，使其在電磁環境中能夠正常工作；其次，設備工作中自身產生的電磁騷擾應抑制在一定水平下，不能對同處于一個電磁環境中的任何事物構成不能承受的電磁騷擾。

由此看來，設備的電磁兼容性包含了對設備的抗干擾能力和設備自身騷擾抑制這兩方面的要求。

盡管電子設備的品種數不勝數，但除了特殊的設備對電磁兼容測試項目可能有些特殊要求外，實際上，對絕大多數產品來說其測試項目都是共通的。例如，對設備的電磁騷擾發射在0.15～30MHz范圍內測傳導發射；在30～1000MHz范圍內測輻射發射；對一些有定時控制和程序控制的設備還要在0.15～30MHz范圍內加測斷續干擾（俗稱喀嚦聲干擾）發射。對于設備的抗擾度試驗，目前主要做靜電抗擾度試驗、由射頻場引起的輻射抗擾度試驗、電快速瞬態脈沖群抗擾度試驗、雷擊浪涌抗擾度試驗、由射頻場感應所引起的傳導抗擾度試驗、及電壓瞬時跌落和短時中斷抗擾度試驗等6種。此外，考慮到設備的非線性工作狀態對電網的污染，還要做設備工作時的諧波電流發射試驗。因此，對大多數設備來說，所做的電磁兼容試驗也只是屈指可數的幾項而已。為方便廣大讀者了解起見，今簡述于下：

一.設備工作時的電磁擾騷發射

對傳導騷擾的測試，特別是對電源線上的傳導騷擾測試，盡管產品千變萬化，但基本方法都是一樣的。其試驗配置都是人工電源網絡和干擾接收機。其中人工電源網絡可以在射頻范圍內向受試設備端子間提供現定的阻抗（50Ω），并能將試驗電路同電源上的無用射頻信號隔離開來，進而將干擾電壓耦合到干擾接牧機上。干擾接收機則是一種按專門要求設計的接收機，具有平均值和準峰值兩種檢波功能，這是執行CISPR標準所必須的檢波方式，尤其是后者，它較好地反映了干擾對聽覺造成的效果（因為CISPR標準的本意就是要解決對通訊和廣播的保護，所以檢波的結果必然要與人耳的客觀反應相一致）。

對于家用電器中有定時或程序控制的設備，在開關切換瞬間會產生比正常工作狀態大得多的斷續干擾。在一些標準中提出了對這類干擾的判別辦法（根據斷續干擾的幅度、頻度、持續時間和間隔時間來加以判別）以及設備的合格評定辦法（上四分位法）。測試方法目前大體有兩種：一種是將干擾測量接收機面板的中頻輸出信號用50Ω電纜接到數字示波器，由測試人員目測、記錄、判別和評定;另一種是采用專門的干擾分析儀自動完成對斷續干擾的測試和評定。

以上試驗在屏蔽室里進行。

對騷擾發射的測試，隨試品的不同，測試方法有較大變化：

對于家用電器和電動工具等一類產品，由于外形尺寸比較小巧，一般認為從試品表面向外的輻射尚不及通過電源線向外的輻射來得更多，更直接。基于這一想法設計了一個利用吸收鉗測試電源線輻射的方案。利用干擾接收機測試吸收鉗前端電流變換器檢測到的吸收電流值（輻射出來的騷擾波以渦流形式被吸收鉗所吸收）來反映騷擾的輻射功率的大小。此方法簡單，測試的重復性和可比性均較好。試驗在屏蔽室里進行。

對于工、科、醫設備和信息技術設備等的測試，標準規定在開闊場或電波暗室中進行。被測設備放在轉臺上，測量天線分別處在水平和垂直兩種極化狀態下，轉臺應360度旋轉，記錄每個測量頻率上的輻射騷擾最大值。另外，天線高度應在1～4m內調節，以測出其最大值。測試結果由干擾接收機讀出。

對于照明燈具等一類設備，輻射騷擾是通過設備工作過程中產生的磁場分量來測試的。大環天線提供的電流探頭通過同軸開關和干擾接收機用同軸電纜相連。測試的頻范圍為9KHz～30MHZ。測試結果在干擾接收機上讀出。測試在屏蔽室內進行。測試有較好的重復性和可比性。

二.產品的抗擾度試驗

靜電放電試驗主要檢查人或物體在接觸設備時所引起的放電（直接放電），以及人或物體對設備鄰近物體的放電（間接放電）時對設備工作造成的影響。靜電放電可能產生的后果是：①直接通過能量交換引起半導體器件損壞。②放電所引起的近場電場和磁場的變化造成設備誤動作。靜電放電是通過放電槍直接對試品表面和鄰近耦合板的放電來模擬的。由于靜電放電引起的干擾波的前沿達到0.7～1ns（接觸放電時），其高次諧波成分極其豐富，故對設備的考核也特別嚴格。

抗脈沖群干擾是模擬電網中眾多的機械開關在切換電感性負載時所產生的干擾。這類干擾的特點是：成群出現的窄脈沖（一群脈出現個數達到幾十個乃至上百個）、脈沖的重復頻率較高（KHz～MHz級）、上升沿陡峭（ns級）、單個脈沖的持續時間短暫（10～100ns級）、幅度達到KV級。成群出現的窄脈沖可對半導體器件的結電容充電，當能量積累到一定程度后可引起線路（乃至設備）的出錯。試驗時將脈沖疊加在電源線（通過耦合/去耦網絡）和通信線路（通過電容耦合夾），對設備形成干擾。通常這一試驗造成設備誤動作的機會較多，除非有合適的對策，否則較難通過。

值得指出，由于靜電放電和脈沖群試驗所產生干擾波形的邊沿十分陡峭，持續時間十分短暫，故對試驗配置的規范性要求很高。不良的配置可以對試驗結果的重復性、可比性，以及試驗的嚴酷程度帶來明顯的影響，務必引起試驗人員的注意。

抗浪涌試驗又稱抗雷擊干擾試驗。這是模擬自然界里的雷擊（間接雷）對供電線路和通信線路的影響。對于供電線路中因大型開關切換所引起的線路擾動也用浪涌試驗加以模擬。浪涌試驗的特點是脈沖重復率低（每分鐘1次，每次1個脈沖）、波形一般（前沿為μs級，持續時間為0.01～1ms）、幅值較高（KV級），但能量特別大（幾百焦耳級）。相形之下，脈沖群的單個脈沖為毫焦耳級；靜電放電為皮焦耳級）。因此浪涌試驗對設備的影響可能是破壞性的（很可能因試驗造成設備中器件的損壞）。需要一提的，浪涌試驗是設備在正常工作狀態下，通過電源線或通信線來加脈沖試驗，所以是在線的抗干擾試驗。它有別于設備的脈沖耐壓試驗，盡管兩者波形相同，但脈沖耐壓試驗用的發生器內阻較大（為500Ω）。而做浪涌試驗的發生器的內阻僅2Ω），而且設備是在非工作狀態下進行試驗的，所以兩種試驗絕對不能混為一談。

電壓跌落和短時中斷試驗是模擬電網或變電設施由于故障或負荷突然出現大變化所引起的。這些現象本質上是隨機的，其特征為偏離額定電壓，并持續一段時間。作為大多數的數據處理設備，一般都有內置的斷電檢測線路，以便在電壓跌落或短時中斷發生時能及時保護現場數據，而當電源恢復時，設備能按正確方式起動，繼續電源故障前的工作。反之，如果斷電檢測線路如果不能及時作出反應，就可能引發現場數丟失或改變，這樣設備在電源電壓恢復時就不可能正確再起動。

射頻輻射電磁場試驗用來模擬設備遭受射頻輻射干擾的情形，尤其是模擬設備操作、維修和安全檢查人員在使用移動電話時可能對設備帶來的影響。盡管單臺移動電話的功率并不大，但由于使用人員靠近設備，造成局部場強很高的情況屢見不鮮。其他如無線電臺、電視發射臺、移動無線電發射機、各種工業電磁輻射源，以及電焊機、可控硅整流器、熒光燈等在工作時也會對設備產生輻射現象。射頻輻射電磁場的試驗頻率在80～1000MHz；試驗用場強在1～10V/m之間。

對于頻率較低（150KHz～80MHz）的射頻信號，由于其波長較長，相形之下比一般設備的尺寸要長得多，但與設備的引線（包括電源線及其延續-戶外架空線；以及通信線和接口電纜）的尺寸相當，這樣這些引線就可以作為被動天線通過傳導方式將射頻信號以電壓和電流形式的近場電磁騷擾在設備內部對設備形成干擾。

上述6項試驗中的靜電、脈沖群、浪涌和電壓跌落試驗都可以用單臺儀器來實現，而且由于試驗電壓較高（遠大于一般的環境電磁條件），試驗都可以在普通實驗室進行。

對于射頻輻射電磁場和射頻傳導試驗，都要用一套儀器才能完成一項試驗。其中射頻輻射電磁場試驗要用信號發生器

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