也可能攜帶有會産生幹擾信号的發射機和天線

以滿足客戶的需求。

報告測試結果

在測試完成,也可能涉及一些特殊的EUT軟件,那麽整個測試就會更加簡單可靠。監測過程可能隻需簡單地測量和記錄每個頻率點上的輸出電壓,因此本文不可能對這些監控方法進行概括。但如果測試軟件能夠自動完成部分或全部監測工作,以确定被測件是否通過測試。由于不同EUT的功能和需要滿足的性能準則均不相同,并與其應達到的性能準則進行比較,必須監測EUT的響應,然後進行下一個頻率的測試。

在施加測試信号時,然後進行下一個頻率的測試。

監測EUT

●緩慢降低測試信号強度,對閉環法則指測試信号的電平嚴格滿足要求),線性或對數增大信号強度直到信号強度滿足要求(對開環法指淨功率滿足要求,調制信号的峰值功率比未調信号高5.3 dB。而在峰值電平恒定的測試中調制深度爲80%的已調信号功率隻有未調信号功率的0.407倍。ISO中清楚地定義了這種信号的施加過程:

●按要求施加已調信号,頻率爲1kHz的正弦波。但也有個别的車輛廠商可能會有不同的要求。定義調制參數的目的是爲AM和CW測試規定一個恒定的峰值電平。這一點與商用(IEC-4 系列)RF抗擾性測試不同。電子元件.在商用RF抗擾性測試中,測試标準中所規定的調制信号都是調制深度爲80%,而EUT的響應通常更易受已調幹擾影響。一般情況下,而隻能将此記錄在測試報告中。

●在每個頻點上,也不應繼續增大,即使2dB還不能滿足要求,爲保持所需淨功率而增大的前向功率不能超過2dB,要保持淨功率所需的前向功率相對于校準所需的功率可能有較大變化。爲避免過測,因爲當引入EUT時VSWR會發生變化。但當EUT與測試裝置嚴格匹配時,也可以利用兩台功率計同時測量。淨功率用于說明換能器的電壓駐波比(VSWR),可以利用一台功率計對耦合器的前向輸出和反向輸出分别順序測量,必須在每個頻率上測量兩個功率。這時,在采用直接耦合器時,這個差值就等于真正送入EUT的功率。因此,或者輸入換能器的前向功率和換能器反射回來的反向功率之差。也可能攜帶有會産生幹擾信号的發射機和天線.在假設沒有其他重大損耗時,我們在其兩端測量功率或電流。開環法所用到的功率參數包括淨功率,校準設備是一個阻抗值給定的負載,校準設置過程要求在EUT于微波暗室中應占據的準确位置上放置一台場強儀。而在傳導幹擾測試中,我們也不可能看到真正正确的測量值。在輻射幹擾測試中,以确認系統工作正常。但由于上節談到的原因,隻是對其進行監控,因此開環法并不測量它們,由于對施加在EUT上的場或電流(volts per meter 或 milliamps)的測量并不在測試的要求内,再将這個預校準的功率記錄進行嚴格的重放。總的來說,在真實測試時,對其進行記錄。最後,當放大器輸出電平達到目标值時,放大器的輸出功率均受一個輔助功率計的監控,首先将一個既定強度的信号送入測試設備進行校準設置。在每個頻率上,還會造成更多的測試問題。

所有的RF抗擾性測試都需要在每個頻率上對EUT施加CW(未調連續波)和已調AM信号,而隻能将此記錄在測試報告中。

調制頻率和調制深度

采用開環法就能回避上述問題。開環法有時也叫做置換法。采用開環法時,而一旦放大器過載,許多時候放大器都無法提供維持規定電平所需的功率,在這樣的環境下,要維持需要的電流就會造成過測(over-testing)。實際上,當EUT的共模輸入阻抗與測試信号諧振時,勢必會在EUT附近的位置上造成嚴重的過測(over-testing)。BCI測試中也存在類似問題,那麽當我們根據場強儀的讀數來維持需要的電磁場強度時,在某些位置上場的分布可能會出現大幅下降。如果場強儀剛好放置在一個這樣的位置上,在微波暗室中進行輻射幹擾測試時這一問題尤其明顯。當測試頻率使得EUT尺寸與波長可以相比拟時,并對所有類型EUT普遍适用的位置來放置場強儀,因此找不到一個能夠正确反映出我們得到的場強,那就是EUT的介入打亂了我們用作幹擾激勵的電磁場,據此将功率調整到目标值。電子原件.該方法存在一個問題,一個場強儀或電流監控探頭一直監測着施加在EUT上的激勵,單位采用瓦特(watts)。

采用閉環控制法時,在直接功率注入測試中,單位采用微安(milliamps),在電流注入測試中,幹擾信号的單位采用伏特/米(volts/meter),都需要利用閉環法來實現幅度控制。在輻射幹擾測試中,可以通過已知的淨輸入功率和傳輸線的參數來計算得到的場。但除了這兩種方法以外,一類叫開環控制法。在帶狀線測試和TEM單元測試時,一類叫閉環控制法,對施加在EUT上的測試信号幅度都必須小心控制。幅度控制的方法按照原理不同通常可分爲兩類,從而也決定了整個測試所需的時間。

不論采用哪種測試方法,因此還要定義頻率步進的步長。滞留時間和頻率步長二者共同決定了執行單次掃描所需花費的時間,而是采用步進方式,那麽測試信号通常不是掃描過整個頻率範圍,滞留時間可能更長。如果采用軟件控制的測試信号發生器,如果EUT的時間常數較大,監測此時EUT與其應有功能和性能的差異來得到測試結果。每次測試的最小滞留時間一般爲2秒,通常需要使測試信号在整個頻率範圍内掃描變化或步進變化,上述的每一種方法都隻适用于一個既定的頻率範圍。表2列出了本文中讨論的各種方法在相應标準中公布的适用頻率範圍。測試過程中,這些參數都是相關的。

幅度控制

受測試方法本身及其所用換能器(transducer)的限制,最新電子産品.還有許多參數也會有所不同。但不論RF幹擾怎樣産生,除了引入幹擾信号的基本方法有所不同以外,根據不同車輛廠商所提出的不同要求,直接耦合到被測線上。ISO-7和SAE J1113/3中描述了該方法。

頻率範圍

在車輛部件的EMI測試中,該BAN在測試頻率範圍内對EUT呈現的RF阻抗可以控制。BAN在流向輔助設備的方向至少能夠提供500W的阻塞阻抗。幹擾信号通過一個隔直電容,而不幹擾EUT與其傳感器和負載的接口(見圖3),電子産品招商.BAN)将RF功率注入EUT電纜,通過一個寬帶人工網絡(Broadband Artificial Network,直接注入法的目的就是克服BCI法的這兩個缺點。具體做法是将測試設備直接連接到EUT電纜上,而且在測試過程中與相關設備的隔離也不好,也不會影響電纜所連接的工作電路。

汽車部件EMI測試的測試參數

BCI法對驅動能力要求過高,而不需進行任何直接的電纜導體連接,因爲探頭可以簡單地夾在任何直徑不超過其最大可接受直徑的電纜上,那就是其非侵入性,BCI法還是有一個很大的優點,因而需要較大的驅動能力才能在EUT上建立起合理的幹擾水平。盡管如此,由于電流注入探頭會帶來損耗,電子原件.它可能降低測試的可重複性(見圖2)。此外,阻抗的變化就變得十分重要,而在低頻下這幾乎完全由EUT和電纜裝置另一端所連接的相關設備對地的阻抗決定。一旦電纜長度達到四分之一波長,然後再進入EUT的連接端口。

直接注入法

真正流過的電流由電流注入處裝置的共模阻抗決定,RF電流先在電纜裝置中以共模方式流過(即電流在裝置的所有導體上以同樣的方式流通),因此,而電纜裝置作爲第二電流變換器,信号.探頭作爲第一電流變換器,然後向該探頭注入RF幹擾。此時,将一個電流注入探頭放在連接被測件的電纜裝置之上,采用該方法時,後者則注入功率并控制注入功率的大小。

BCI法在ISO-4和SAE J1113/4中均有描述,并控制注入電流的大小,前者需要向EUT中注入幹擾電流,BCI)和直接注入法,有時兩種測試的頻率範圍還有重疊。傳導幹擾測試最常采用的兩種耦合方法有電流注入法(bulk current injection,因此這兩種方法都常用于進行完整測試,但二者之間沒有任何等同之處,從而在電子線路中造成幹擾。這種方法與輻射場測試法雖然結果類似,部件模塊與外部裝置的連接處就會産生一個電流,随着RF電流在電路結構(例如一塊印制電路闆PCB)中傳輸,而是直接将RF幹擾施加在電纜裝置或接入被測部件模塊的裝置中。這樣一來,它不需在被測模塊放置之處施加電磁場,因爲場強等于導體平面之間的電壓除以它們之間的距離。

電流注入法(BCI)

第二類測試方法叫做傳導幹擾測試,隻需要不多的功率就能夠産生比輻射天線法大得多的場強,采用這三種方法時,就會産生不受控制的電磁場高次模。這三種方法相對于輻射天線法的優勢就在于,帶狀線測試和三平面測試裝置均有一個受其尺寸限制的頻率上限。可能.在等于或高于由該理尺寸決定的諧振頻率時,因此可在置空的這一面與EUT呈鏡像位置的地方放置一個場強探頭。和TEM單元測試一樣,中心導體的另一面置空。由于整個測試裝置的結構是對稱的,産生的阻抗可通過計算得到。被測模塊放置于中心導體和一個外平面之間,一個有源内導體被兩個外平面夾在中間,帶狀線測試幾乎算是輻射場測試和傳導測試這兩種方法的混合。

傳導幹擾測試

三平面測試裝置中,然後耦合入EUT。.因此,測試的參考地平面則作爲另一端導體。帶狀線産生的場會在電纜裝置中感應出經向電流,其下放置1.5米的電纜裝置,并不暴露在平面間的最大場強處。帶狀線平面作爲傳輸線的源導體,被測部件模塊隻對連接它與相關設備的電纜裝置暴露,而三平面測試隻在 SAE J1113/25中提到。

在帶狀線測試中,因此測試必須在一間屏蔽室内進行。ISO-5 和 SAE J1113/23中均對帶狀線測試有所描述,但仍有能量輻射到測試裝置外部,最大場雖然位于平面之間,在采用這兩種方法時,而帶狀線法和三平面法所采用的測試裝置則是開放式傳輸線。也就是說,這也是它與輻射天線測量法的不同之處。

這兩種方法與TEM單元法有本質的區别。TEM單元法屬于封閉型測量方法,因此最大EUT尺寸和該單元可測的最高頻率之間有着直接關系。TEM單元的最低測量頻率可到DC,也開始變差。TEM單元能夠測量的最大EUT尺寸受其内部可用的場強均勻區域體積的限制,尤其是在由TEM單元的确切尺寸決定的諧振頻率處的場均勻性,場的均勻性,其内部電磁場的結構中開始出現高次模,這一上限頻率與其物理尺寸稱反比(見表1)。當頻率高于此上限時,電子産品有哪些.因此這種單元可以不加外屏蔽地應用于任何環境。其主要缺點是其存在頻率上限,單元外沒有電磁場,除了很小的洩漏以外,septum)作爲另一端。TEM單元的幾何構造對傳輸線的特性阻抗有決定性的影響。箱體是封閉的,隔離面(或稱隔膜,箱體的牆面作爲傳輸線的一端,内帶一個隔離面,且易測量或計算。EUT就放置在TEM單元的作用區域内。TEM單元一般呈箱體形式,場強均勻,在一定的截面積上,導體間就建立起一個電磁場。TEM(即橫電磁波)描述的是在這類單元的作用區域内産生的占主導地位的電磁場。當傳輸線長度給定時,并在另一端接一個負載阻抗。随着傳輸線中電磁波的傳播,在其一端饋入一定的RF功率,電子産品回收網站.TEM單元隻是一段簡單的封閉傳輸線,而寬帶則是爲了保證它在不同頻率下均能得到正确的測量值。

帶狀線法和三平面法

根據ISO-3和 SAE J1113/24中的規定,各向同性是爲了保證傳感器對方向不敏感,距離隻有原來的四分之一。EUT位置處的場強通過一個各向同性的寬帶場傳感器來測量,在給定功率下,或者說當場強從10 V/m增大到20 V/m時,需要的功率是原來的4倍,即當某個給定距離上的場強從10 V/m增大到20 V/m時,該公式給出的是場強和距離的平方率關系,達到某個給定場強時需要的功率就越大。

TEM單元法

注意,天線離EUT越遠,根據公式P = (E ? r)2/30 watts(當天線具備單元增益時),這一距離要求就越難滿足。另外,從而加大天線上所加信号的控制難度。被測對象的物理尺寸越大,.天線和EUT距離過近還會導緻二者互感增大,否則産生的場會隻集中于EUT的某一個區域。同時,方向性也不能太強,因此天線不能離EUT過近,加之于EUT上的場也應該盡可能均勻并且受到良好控制。測試時的場可能會影響暗室的規格,因此需要的天線也有許多種不同的類型(見圖1)。此外,電子元件.而這又會極大增加測試設備的成本。測試時使用的天線在被測頻率範圍内應該具有較寬的頻率響應。車輛測試中的測試頻率可能從10kHz到18GHz,創造一個“吸波室(absorber lined chamber)”環境,需要對屏蔽室的表面進行電波消聲處理,從而改變室内的場分布。爲解決這一問題,測試應該在一個屏蔽室中進行。但這會引入牆壁的反射,爲了避免與附近的其他合法無線電用戶相互幹擾,并使其充滿測試區域。由于需要在很寬的頻譜範圍内産生高電平的RF信号,并将其指向被測設備(EUT)。天線能夠将RF能量轉化爲一個輻射場,它們各有其優、缺點和局限性。

最簡單明了的産生RF場的方法就是向一個天線灌入能量,從而在電子線路中造成幹擾。不同方法在施加RF場的方式上有所不同,然後這些RF電流和電壓又會出現在有源器件的敏感節點上,就能将RF電流和電壓引入裝置的内部結構,這樣,我們通常采用的測試方法有兩組:輻射幹擾測試和傳導幹擾測試。

微波暗室中的輻射天線測量法

所有的輻射測試法都不外向被測裝置施加一個強度得到校準的RF場,RF電流都可能通過其接插件傳導到部件中。鑒于此,不論部件安裝在什麽地方,能夠與RF幹擾耦合,所有電子模塊都連到車輛的配線系統。

輻射幹擾測試

而配線裝置相當于一個有效的天線,爲了供電和信号連接的需要,它所産生的幹擾就比當它被安裝在車輛底盤附近甚或是在引擎箱内這樣的屏蔽區時造成的危害要大得多。另一方面,當該部件安裝在儀表盤上或附近的開放式區域時,幹擾場都可以直接作用于部件所處的位置。例如,但無論如何,電子原件.也可能攜帶有會産生幹擾信号的發射機和天線,必須通過一種與車内幹擾出現方式相當的方式向其施加RF幹擾。這就引入了第一個變量。也可能攜帶有會産生幹擾信号的發射機和天線.汽車可能會暴露在一個外場中,達到隻測試需要項目的目的。

要想測試一個汽車部件的RF抗擾性,并探讨部件廠商怎樣才能根據不同客戶的測試需求搭建相應的測試系統,因而能節省大量資金。以下我們将讨論幾種RF測試方法和汽車廠商測試需求中所規定的一些測試參數,用到的許多測試儀器都是相同的,部件廠商在對多個标準進行測試時,遵循所有标準中規定的最高級别測試規範。采用這樣的系統之後,部件廠商可以采用一系列針對ISO 和SAE J1113中包含的RF測試規範而設計的汽車部件測試系統來幫助完成工作。電子器件.這些測試系統通常都是自含(self-contained)系統,在同一個頻率範圍内測試同樣的部件。

幾種RF測試方法

爲了滿足客戶的測試需求,采用不同的方法,一個爲多家汽車廠商提供子部件的廠家就有可能必須根據不同的标準,他可以從包含多種測試方法、測試頻率範圍和測試級别的清單上選擇合适的款項來構成他自己的測試标準。最終,車輛廠商們就可以在這些通用标準的基礎上制定其測試要求。即當某汽車廠商欲爲其部件供應商制定部件級别的測試要求時,都描述了頻率存在重疊的多種不同測試方法和測試級别。在沒有任何更高的立法要求時,EMC測試開始逐漸變成部件廠商的責任。在諸如ISO (國際标準化組織) 和 SAE J1113 (汽車工程師協會)等汽車部件抗擾性測試國際标準的子章節中,因此,汽車廠商将部件外包的趨勢也日趨明顯,許多車輛廠商會共同資助那些專業的測試實驗室。随着車輛中使用的子部件日益增多,一向由廠商自己完成。在有些國家,因此必須繼續對其保持警惕。

車輛及其部件的測試是一個高度專業的領域,今天的車輛對這種幹擾都具備了較強的抵抗能力。但EMI對車載模塊的性能影響非常大,力圖借此減少電磁幹擾的影響。因此,通過制定測試标準和立法要求,所有著名廠商都已采取一定措施,強度可達幾十甚至幾百福特每米。汽車業在多年前就已意識到這些問題,車輛還可能進入一些外部發射機産生的強電磁場區域,有些卻并非如此(例如一些出廠後安裝的CB發射器和車載移動電話)。此外,這些發射機有些安裝和設置得比較恰當(例如應急服務車輛中),車輛所處的電磁環境也更加複雜。車上的電子元件必須與射頻發射機共存,例如引擎管理模塊、防抱死系統、電子動力轉向功能模塊(electrical power steering functions)、車内娛樂系統和熱控制模塊。

同時,車輛采用了許多關鍵的和非關鍵(critical and non-critical)的車載電子模塊,(EMI)效應一直是現代電子控制系統中備受關注的一個問題。尤其在今天的汽車工業中,幫助測試工程師正确選擇最佳的測試手段。

多年以來,汽車廠商對部件測試的要求也越來越高。本文旨在通過介紹汽車電子部件抗擾性測試的各種方法及其優缺點,而随着車内環境日益複雜,汽車廠商将部件外包的趨勢也日益明顯。承擔電子部件生産的部件廠商必須負責其産品的測試,随着車輛中電子部件的增多,


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