电磁兼容实验室测试需要的仪器设备

产品销售到中国、欧洲、北美、日韩、澳大利亚、新西兰等这些国家，都必须符合电磁兼容(EMC)要求，产品出上述这些国家，如果没有符合要求将面临高额罚款。因此，制造家越来越重视产品的电磁兼容性问题，为了降低成本，要根据公司需求和规模的不同，组建一个EMC实验室，本文介绍建设公司内部EMC测试设备的优点、缺点和方法。

  组建一个电磁兼容实验室的最小需求取决于公司的需要和财务状况。通常，公司将力求节省经费(在设备和人力资源两方面)，并尽量降低风险。但有一点必须明白，世界上不会有“低成本、低风险和低EMC技术”这样的好事。工程师必须掌握高度的技巧，才可能设计出具有相当性能的低成本设备。精度越低的产品，其风险也会越高。  在组建一个公司内部EMC实验室时，无论其规模大小如何，都必须遵从一些最起码的指导原则。首先，建成EMC实验室的房间或地方必须洁净，没有无关物品，完全专用于EMC测量。只要条件许可，绝对需要一个由金属制成并可靠连接大地的地参考平面；如果条件不允许(如房间不在第一层)，至少应该接保护地系统。实验室内的所有金属物体必须可靠接地或予以清除。电源系统必须“净化”(在电源进入EMC实验室之前的某处正确接入线滤波器)。

 EMC测试设备的配置

       1) 传导发射测试---需要一台频谱分析仪(或EMI接收器)、电缆和LISN(线阻抗稳定网络，手工制作或外购)，如果可能的话，还应该有一个屏蔽房间(最起码有一个屏蔽帐篷)和一张距地面80cm的绝缘桌。
       2) 辐射发射测试---需要同样的频谱分析仪或EMI接收器、一副天线、电缆和OATS(开放区域测试场地或(半)电波暗室)；为测量干扰功率而制作或外购的吸收钳。
       3) 谐波测试(与闪烁测试)---如果要进行完全兼容测试，则需要专用设备(专用谐波分析仪)；但如果仅为评估的话，一台便携式谐波分析仪甚至一台能进行FFT评估的示波器就足够了。 
      4) ESD(静电释放)抗扰度测试---只有ESD枪才能可靠评估该项测试的结果。 
      5) 辐射电磁场抗扰度测试---需要与辐射发射测试类似的设备，此外还需要信号发生器、放大器、衰减器、场强仪，可能还需要一台计算机。
      6) 传导骚扰抗扰度测试---需要的设备与1)和5)类似，另外再加上CND(异种耦合解耦网络)，但不需要天线。
      7) 电快速瞬变(EFT/Burst)抗扰度测试。
      8) 浪涌抗扰度测试。
      9) 电源频率磁场抗扰度测试。
     10) 电压骤降、短时中断与电压变化抗扰度测试。 

从7)到10)的最后四项测试需要专用设备，这些设备可从多个厂商买到。  值得注意的是，测量设备的制造商和经销商通常提供执行不同测试的包装和(或)全套装置，以及有关如何按照最新标准执行这些测试的指导甚至培训。请向最近的当地销售代表查询设备的性能和功用。大部分情况下，设备都有根据标准需求预设的测试程序，请首先阅读说明手册。
 
      内部预兼容测试 

预兼容测试并无定义，但最起码我们有理由假定测试必须在尽可能接近标准要求的条件下进行。
 
       1) 传导发射的测试 
        多年来，电子产品制造商遇到的最困难的问题可能就是在传导发射方面，因此本文首先就此进行讨论。 这个装置是根据CISPR22(EN55022)组建的，而且使用的设备必须符合CISPR16-1的要求。该装置主要包括：EUT(被测设备)，如果它是台式的，必须安放在一个距地面80cm高的绝缘桌上；辅助设备(外设)，按正常使用方式连接，未使用的输入和输出必须正确端接，多余的电线必须截短，或绕成直径30~40cm的一卷。频谱分析仪(或EMI接收器)在0.15~30MHz的频率范围内必须具有9kHz的分辨率带宽(RBW)。测量过程在CISPR16-1和产品规范标准中有详细描述，如果正确执行，其结果与第三方实验室的测试将3)谐波和闪烁测试谐波和闪烁测试没有环境方面的要求。只需将EUT连接到谐波分析仪的电源入口，并根据厂商的说明和标准的要求执行测试即可。同样，测试设备将包含一些已有的设置，但工程师必须确保这些测试设置符合自己产品的标准要求。如果评估时使用其他方法(如便携式电源谐波分析仪)，请仔细阅读标准要求，然后再评估测量结果。
 
       4) ESD抗扰度测试
       ESD抗扰度测试对于大型设备可能并不是很重要。但在今天这个各种产品普遍小型化的时代，ESD测试已成为大部分设备的“关键”EMC测试之一，例如对便携式计算器、MP3和MD播放器、USB存储棒、音频设备等等。

  由图可见，EUT仍然安放在一张绝缘桌上，位于HCP(水平耦合平面，由一种金属传导材料制成)上，并通过一个绝缘抗静电衬垫与其隔离。VCP(垂直耦合平面)和HCP分别连接到地参考平面，每个连接端各使用一只470kΩ的电阻。对于EUT的每个侧面和VCP、HCP，以及EUT上每个用手能触摸到的金属表面，分别使用锋利尖端进行接触放电(直接放电)，通常每个极性5次。对于机箱的所有塑料部分，则利用圆形尖端进行空气放电(间接放电)。
 
       5)辐射电磁场抗扰度的测试
       辐射电磁场抗扰度的测试装置与辐射发射测试非常类似，但是在这项测试中，信号发生器和功率放大器将馈送给天线，以便在EUT附近产生“均匀电磁场”(±6dB)(在频率范围 80~1000VSPACE=12HSPACE=12ALT="磁场探针、电场探针和一根管脚探针的实例。">MHz、AM、1kHz、80％调制深度下为3V/m或10V/m)。需要注意的是，不同产品的频率范围也不相同。
 6)传导骚扰抗扰度测试 

传导骚扰抗扰度测试的目的是在EUT端口输入建立3V电平(有效值，150kHz~230MHz、AM、1kHz、80%调制深度)。信号发生器和功率放大器必须提供足够的功率，以便CDN能将信号耦合到被测线。由于测试项目3)、7)、8)、9)、10)使用的是高度专业化的设备，如果实验室中有这些设备，工程师无需太多操作，只要正确连接EUT就可以了，最重要的任务是监控EUT的工作方式。