什么是EMC ? 为什么它很重要 ?
所有的电子设备在运行时都会发射电磁波。对有些人来说,它是一种预期的功能,而对另一些人来说,它是一种不需要的副产品。这些 辐射的强度足以干扰其他电子设备。
电磁兼容(EMC)是所有电子产品的强制性要求。它受到开发和生成标准的严格监管,以确保产品在其他电子设备旁安全运行。EMC在一些需要通过移动电话和电脑、自动车辆和飞机执行精确任务的领域非常重要,在这些领域,即使是轻微的干扰也可能导致严重的不可预见的后果。
EMC测试是帮助产品制造商满足法规要求,提高产品性能并降低昂贵的违规带来的风险所必须进行的测试。
什么是EMC标准?
EMC 标准是指在实施EMC 测试时候所遵循的法规要求,EMC 标准通常划分为3类:
基础标准
通用标准
产品标准
定义测量设备,测量环境以及测试方法
按照产品的使用环境定义的测试要求,如测量频率范围,测量限值等
定义不同产品类别的EMC测试要求,如测量频率范围,测量限值等
三种类别的EMC 标准中,产品标准是用户最关注也是接触最多的部分,常见的产品标准有:
标准名 | CISPR 11 | CISPR 14 | CISPR 15 | CISPR 25 | CISPR 32 |
---|---|---|---|---|---|
产品类别 | 工科医电子设备 | 家用电器 | 照明设备 | 汽车电子 | 多媒体设备 |
*不同国家参考的EMC标准会有差异,比如欧盟参考的EN系列标准,美国参考的FCC系列标准以及中国参考的GB系列的标准,在产品的EMC检测认证过程中,EMC标准发挥着重要的作用。
什么是Pre-EMI?
Pre-EMI:降本增效,一次过检的明智之选
-
从一个电子产品的生命周期来看,EMC测试最多可以分为4个阶段:
阶段1
诊断测试
电路板级阶段2
预认证测试
模型或原型机阶段3
认证测试
成品设备阶段4
系统级测试
系统平台 -
在产品开发的原型制造和试生产阶段,制造商就应进行预认证和调试测试,以确保符合EMC标准。只有在开发过程的早期发现并妥当解决EMC问题,才能确保满足开发预算和产品上市时间,而不是在最终的量产过程中来解决这些问题。
EMC 预认证及诊断测试
阶段1
诊断测试
电路板级阶段2
预认证测试
模型或原型机 -
阶段1和阶段2的EMC测试,我们统称为Precompliance EMC 测试即EMC预认证及诊断测试,而其中针对EMI部分的测试又是最关键的所在,所以Precompliance EMI(简称Pre-EMI)测试是电子制造商必须关注和实施的有效EMI预防措施。Pre-EMI 测试的好处在于降低了必须重新设计产品以消除 EMC测试失败的风险,节省了时间,并确保产品做好上市准备。
每个阶段的工作:
一阶段: 设计、研发
二阶段: 设计、原型、预认证
三阶段: 设计、预认证、认证、生产前
四阶段: 认证、制造
越早做预防,可实施的措施越多,成本效益越高
罗德与施瓦茨的Pre-EMI解决方案有哪些?
罗德与施瓦茨是欧洲最大的电子仪器与测量公司,也是全球最大的EMC测试系统与设备的供应商,凭借在EMC领域积累的经验,罗德与施瓦茨能够为电子电器设备制造商以及测量机构/实验室提供专业的认证级别的EMC系统解决方案。
与此同时,在面向产品电子生命周期过程中的Pre-EMI测试,罗德与施瓦茨也有丰富的产品来覆盖这方面的应用。
对于电子产品的Pre-EMI测试,通常的手段是利用用户手中已有的基础仪表设备及测量附件的组合,定量或者定性地去判断产品存在的EMI风险,就可以完成简单的EMI测试。
*同时由于这类EMI测试并不需要严格遵循测试标准的要求,灵活性非常高,而且测试结果也具备一定的参考性,往往成为工程师们解决EMI问题的有效工具。
这类基础的仪表设备及附件的组合包含三个部分:
01
入门级的预认证EMI接收机,频谱分析仪,示波器等
02
搭配人工电源网络,近场探头等附件
03
配套软件-Electra
-
基础仪表
预认证EMI接收机
频谱分析仪
示波器
-
附件
人工电源网络
近场探头
-
软件
ELECTRA(ELEMI-E)
Pre-EMI 包含“设计”、“预认证”和“认证”三个流程:
01
设计
频谱分析仪
示波器
预认证
02
调试/改进
频谱分析仪
示波器
EMI 接收机
03
认证
EMI 接收机
PRE-EMI传导测试
Pre-EMI传导测试环境要求并不高,甚至不需要在屏蔽室的环境下进行。电子设备制造商仅需花费很低的成本便能够搭配一套Pre-EMI传导测试系统,这对于产品开发过程中的EMI问题处理极为关键。
针对9kHz-30MHz范围的Pre-EMI传导测试,无论使用入门级别的 [预认证EMI测试接收机 / 频谱分析仪 + 人工电源网络] 所测试到的结果都具备很高的参考性,借助仪表自带的EMI 6dB 分辨率带宽,CISPR EMI 检波器(QP及CISPR-AV检波器)以及高动态范围,可以轻松完成电源端口及通讯端口的传导测试。
频谱分析仪 + 人工电源网络
频谱分析仪 + 人工电源网络
PRE-EMI 辐射测试
在Pre-EMI阶段对产品的空间辐射评估具有很大的挑战性,因为空间辐射测试对场地的要求很高,通常需要在电波暗室中进行测试,在没有电波暗室环境下测试,往往会因为环境噪声过大而无法评估产品的实际辐射发射情况。所以通常的方法是利用 [近场探头 + 频谱分析仪 / 接收机] 进行近场辐射诊断测试。
近场探头作为定位EMI问题的诊断工具,效果非常明显,例如可以在电路板、集成电路、电缆和屏蔽层上进行干扰源的定位,非常适合30 MHz至3 GHz的干扰测量。使用合适的探头,由较大探头开始探测,更容易地定位有辐射发射问题的区域,然后使用较小探头来定位噪声的确切源头,继而针对性地采取措施来抑制辐射发射。
对于不方便接电源的外场诊断测试而言,装配有电池包的手持频谱分析仪则是最佳的选择。
近场探头 + 频谱分析仪
近场探头 + 接收机
EMI调试
示波器是研发工程师工作台上常见仪器。用示波器进行EMI 调试,是性价比更高的解决方案,消除了购买额外设备的需求。具备FFT功能的示波器是EMI调试的理想工具,因为它们能够将信号从时域转换到频域 。它们可以快速、准确地检测电子电路的电磁干扰。
示波器的基本工作原理是当输入信号超过特定触发值时捕捉信号,这有助于捕捉噪声信号的峰值。而且通过时频域联调,可以更深入地了解干扰的本质,从而更容易实施干扰抑制措施。
使用示波器调试和定位干扰源,比如结合使用R&S®RTM3000或 R&S®RTA4000示波器与R&S®HZ-17近场探头组,可出色地完成此项工作。
频谱分析仪 + 人工电源网络
在Pre-EMI测试应用中具有丰富的产品组合
罗德与施瓦茨针对Pre-EMI的测试应用配备有丰富的产品组合,可针对性地帮助工程师解决EMI测试问题:
产品 | 产品型号 | 频率范围/特点 | 测量应用 |
---|---|---|---|
EMI 测试接收机 |
ESL | 9 kHz – 6GHz |
EMI 传导测试 EMI 辐射测试 EMI CDNE测试 EMI 近场扫描 |
频谱分析仪+EMI测量选件 |
FPL1000 + K54 | 9 kHz – 26.5GHz |
EMI 传导测试 EMI 辐射测试 EMI CDNE测试 EMI 近场扫描 |
频谱分析仪+EMI测量选件 |
FPC1000 + K43 | 5 kHz – 3GHz |
EMI 传导测试 EMI CDNE测试 EMI 近场扫描 |
手持频谱分析仪+EMI测量选件 |
FPH + K43 | 5 kHz – 44GHz |
EMI 传导测试 EMI 近场扫描 |
示波器 + 近场探头 |
RTM3000 + HZ-15/HZ-17 + LISN + K37 | DC - 1GHz |
EMI 近场扫描 EMI 电流谐波 EMI 近场扫描 EMI 电流谐波 EMI 传导测试 |
EMI 测量附件(包含LISN,近场探头) |
AMN6500HZ-17 | 频率高达3GHz的测量附件 |
EMI 传导测试 EMI 辐射测试 EMI 近场扫描 |
EMI测量软件 |
ELEMI-E | 一键式自动化测试 |
EMI 传导测试 EMI 辐射测试 EMI CDNE测试 EMI GTEM测试 |