EMC基礎(chǔ)培訓(xùn)-基礎(chǔ)篇

1、 1 EMC (電磁兼容性）EMC基礎(chǔ)培訓(xùn)教材電磁波 頻譜 2目目 錄錄nEMC定義定義n研究研究EMC的必要性的必要性n常見常見EMC縮略語與標(biāo)準(zhǔn)縮略語與標(biāo)準(zhǔn)分類分類nEMC測試項(xiàng)目簡介測試項(xiàng)目簡介n各各EMC測試介紹測試介紹 3EMC定義定義nEMC：Electromagnetic compatibility，電磁兼容性(EMC=EMI+EMS)nEMC定義定義：在同一電磁環(huán)境中，設(shè)備能夠不因?yàn)槠渌O(shè)備的干擾影響正常工作，同時(shí)也不對(duì)其他設(shè)備產(chǎn)生影響工作的干擾。nEMC三要素，缺少任何一個(gè)都構(gòu)不成EMC問題。干擾源敏感設(shè)備耦合途徑4電磁干擾現(xiàn)象開關(guān)電源數(shù)字脈沖電路數(shù)字視頻設(shè)備220AC 5研

2、究研究EMC的必要性的必要性nEMC定義定義n研究研究EMC的必要性的必要性n常見常見EMC縮略語與標(biāo)準(zhǔn)縮略語與標(biāo)準(zhǔn)分類分類nEMC測試項(xiàng)目簡介測試項(xiàng)目簡介n各各EMC測試介紹測試介紹 6EMC的必要性（一）的必要性（一）n市場準(zhǔn)入的需要市場準(zhǔn)入的需要 全球各地區(qū)基本都設(shè)置了相應(yīng)的市場準(zhǔn)入認(rèn)證用以保護(hù)本地區(qū)的電磁環(huán)境和本土產(chǎn)品的競爭優(yōu)勢，北美的FCC認(rèn)證、歐盟的CE認(rèn)證、澳洲的C-tick認(rèn)證、臺(tái)灣的BSMI認(rèn)證、中國的3C認(rèn)證等都是進(jìn)入這些市場的“通行證”。 7EMC的必要性（二）的必要性（二）n產(chǎn)品間穩(wěn)定工作的需要產(chǎn)品間穩(wěn)定工作的需要 如何保證設(shè)備不被靜電靜電、雷擊雷擊、快速瞬態(tài)脈沖群快速

3、瞬態(tài)脈沖群、輻射輻射電磁場電磁場等各種形式的外來干擾影響其正常工作，如何保證設(shè)備不會(huì)對(duì)同一電磁環(huán)境中的其他設(shè)備產(chǎn)生干擾都是產(chǎn)品設(shè)計(jì)上的技術(shù)壁壘，同時(shí)又是客戶眼中的“產(chǎn)品質(zhì)量”優(yōu)良與否的體現(xiàn)； 案例：深圳某企業(yè)的案例：深圳某企業(yè)的MPEG解碼器在山西運(yùn)城地區(qū)嚴(yán)重干解碼器在山西運(yùn)城地區(qū)嚴(yán)重干擾廣電機(jī)房內(nèi)的電視機(jī)和擾廣電機(jī)房內(nèi)的電視機(jī)和CATV光端機(jī)，遭到客戶的嚴(yán)重光端機(jī)，遭到客戶的嚴(yán)重投訴，后經(jīng)定位發(fā)現(xiàn)該型號(hào)產(chǎn)品的輻射測試根本沒有通過。投訴，后經(jīng)定位發(fā)現(xiàn)該型號(hào)產(chǎn)品的輻射測試根本沒有通過。 8EMC的必要性（三）的必要性（三）n產(chǎn)品內(nèi)部兼容性的需要產(chǎn)品內(nèi)部兼容性的需要 產(chǎn)品內(nèi)部各單板間是否能夠和諧的

4、工作、電源電路電源電路是否不會(huì)對(duì)音視頻信號(hào)音視頻信號(hào)產(chǎn)生干擾、PCB設(shè)計(jì)時(shí)時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路是否會(huì)干擾控制電路控制電路等等都是產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)需要重點(diǎn)考慮的問題，也是產(chǎn)品基本功能實(shí)現(xiàn)的保證問題。 案例：北京某著名通信網(wǎng)絡(luò)公司的案例：北京某著名通信網(wǎng)絡(luò)公司的DSLAM產(chǎn)品某單板上產(chǎn)品某單板上的的DC/DC模塊嚴(yán)重干擾其模塊嚴(yán)重干擾其ADSL線路濾波器，致使該產(chǎn)品線路濾波器，致使該產(chǎn)品的傳輸距離達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，市場返修率大幅升高。的傳輸距離達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，市場返修率大幅升高。 9常見常見EMC縮略語與標(biāo)準(zhǔn)分類縮略語與標(biāo)準(zhǔn)分類nEMC定義定義n研究研究EMC的必要性的必要性n常見常見EMC縮略語與標(biāo)準(zhǔn)縮略語

5、與標(biāo)準(zhǔn)分類分類nEMC測試項(xiàng)目簡介測試項(xiàng)目簡介n各各EMC測試介紹測試介紹 10常見縮略語常見縮略語nEMC (Electromagnetic Compatibility)：電磁兼容性nEMI (Electromagnetic Interference)：電磁干擾nEMS (Electromagnetic Susceptibility)：電磁抗擾度nOATS (Open Area Test Site) ：開闊場nCISPR：國際無線電干擾特別委員會(huì)nIEC (International Electrotechnical Commission)：國際電工委員會(huì)nEUT (Equipment Un

6、der Test)：受試設(shè)備nFCC（Federal Communication Commission）：聯(lián)邦通信委員會(huì)nCE：字母 CE 是法文句子 Conformit Europene 的縮寫，意指歐盟。 11EMC標(biāo)準(zhǔn)分類標(biāo)準(zhǔn)分類基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)通用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)某種產(chǎn)品的專用標(biāo)準(zhǔn)。例如：GB 9813-88:微型數(shù)字電子計(jì)算機(jī)通用技術(shù)條件某一類產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)，例如：EN55013/EN55020：音視頻產(chǎn)品的EMC要求規(guī)定了一系列試驗(yàn)方法與限值要求，并且給出了這些方法要求適用于什么環(huán)境，例如：EN61000-6-2：工業(yè)區(qū)環(huán)境抗擾度通用標(biāo)準(zhǔn)是制定其它EMC標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)，通常不涉及具體產(chǎn)品類別

7、。例如：IEC 61000-4-* 系列標(biāo)準(zhǔn) 12EMC測試項(xiàng)目簡介測試項(xiàng)目簡介nEMC定義定義n研究研究EMC的必要性的必要性n常見常見EMC縮略語與標(biāo)準(zhǔn)縮略語與標(biāo)準(zhǔn)分類分類nEMC測試項(xiàng)目簡介測試項(xiàng)目簡介n各各EMC測試介紹測試介紹 13EMC：電磁兼容性EMI：電磁干擾EMS：電磁敏感RECEHarmonicsFlicker & Fluctuation輻射發(fā)射輻射發(fā)射傳導(dǎo)發(fā)射傳導(dǎo)發(fā)射諧波電流諧波電流電壓波動(dòng)及閃爍電壓波動(dòng)及閃爍ESDRS輻射抗擾度輻射抗擾度電壓抗擾度電壓抗擾度靜電抗擾度靜電抗擾度電快速瞬變脈沖群電快速瞬變脈沖群工頻磁場抗擾度工頻磁場抗擾度EFT傳導(dǎo)抗擾度傳導(dǎo)抗擾度

8、浪涌抗擾度浪涌抗擾度SurgeCSPMSDips電壓跌落及中斷電壓跌落及中斷14常見干擾源雷電雷電NEMP脈沖電路脈沖電路ESD無線通信無線通信感性負(fù)載通斷感性負(fù)載通斷直流電機(jī)、變頻調(diào)速器直流電機(jī)、變頻調(diào)速器 15各各EMC測試項(xiàng)目介紹測試項(xiàng)目介紹nEMC定義定義n研究研究EMC的必要性的必要性n常見常見EMC縮略語與標(biāo)準(zhǔn)縮略語與標(biāo)準(zhǔn)分類分類nEMC測試項(xiàng)目簡介測試項(xiàng)目簡介n各各EMC測試介紹測試介紹 16ESD：Electrostatic dischargenESD：靜電放電，考察設(shè)備在接收外界靜電源（如帶電人體、帶電設(shè)備等）所產(chǎn)生的直接放電或靜電場干擾時(shí)的抵抗能力。n測試標(biāo)準(zhǔn)：IEC 61

9、000-4-2。n靜電波形及參數(shù)Tr約為0.7至1ns，因上升時(shí)間非常短，根據(jù)傅利葉變換，其產(chǎn)生干擾的頻率可以延伸至500MHz。 17ESD：試驗(yàn)介紹試驗(yàn)介紹靜電放電試驗(yàn)包含兩個(gè)部分：直接放電和間接放電n直接放電直接放電：又包含接觸放電和空氣放電 接觸放電主要針對(duì)設(shè)備表面的金屬裸露部分進(jìn)行。 空氣放電主要針對(duì)設(shè)備表面覆蓋有絕緣物質(zhì)的地方進(jìn)行，入噴有絕緣漆等。 直接放電主要模擬人體或其他帶電源直接對(duì)設(shè)備放電的現(xiàn)象。n間接放電間接放電：只包含接觸放電 對(duì)水平耦合板和垂直耦合板進(jìn)行放電，耦合板距離設(shè)備一定距離，耦合板通過兩個(gè)470k歐姆的電阻接地，所以當(dāng)對(duì)耦合板放電時(shí)，耦合板上的靜電不會(huì)馬上泄放到

10、地，而以耦合板為靜電源形成一靜電場，對(duì)設(shè)備進(jìn)行干擾。 模擬設(shè)備抗靜電場干擾的能力 18ESD：靜電槍內(nèi)部電路靜電槍內(nèi)部電路n因靜電的上升沿非常短、且靜電槍上的高壓開關(guān)非常昂貴，所以靜電搶的價(jià)格不菲，目前市場上比較常見的靜電搶主要都為進(jìn)口貨。 19ESD：靜電槍實(shí)物（：靜電槍實(shí)物（ESD simulator） 20EFT/B：Electrical fast transient burstnEFT/B：電快速瞬變脈沖群 模擬設(shè)備附近或設(shè)備所在的電網(wǎng)中發(fā)生切斷感性負(fù)載時(shí)導(dǎo)致的脈沖干擾。n測試標(biāo)準(zhǔn)：IEC 61000-4-4。nEFT/B波形及主要參數(shù)雙指數(shù)脈沖雙指數(shù)脈沖15ms脈沖串脈沖串(5kHz

11、)脈沖串間隔是脈沖串間隔是300ms上升沿：5ns脈寬：50ns干擾覆蓋頻率：60至100MHz 21EFT/B：試驗(yàn)介紹試驗(yàn)介紹EFT/B試驗(yàn)包含兩個(gè)部分n電源端試驗(yàn)使用耦合去耦網(wǎng)絡(luò)（CDN）進(jìn)行注入。n信號(hào)端試驗(yàn)使用容性耦合夾進(jìn)行干擾耦合，具體試驗(yàn)做法為使信號(hào)線從容性耦合夾中穿過因?yàn)槿菪择詈蠆A和信號(hào)線之間存在分布電容（33至200pF），從而使得干擾被注入至信號(hào)線內(nèi)部。受試設(shè)備輔助設(shè)備信號(hào)源容性耦合夾信號(hào)源受試設(shè)備輔助設(shè)備耦合去耦 22EFT/B：試驗(yàn)現(xiàn)場試驗(yàn)現(xiàn)場容性卡鉗距參考地100mm,輪流卡每根電纜EUT與參考地平面之間的距離大于100mm參考地平面的每個(gè)邊要超出EUT100mm并與

12、大地相連EUT與發(fā)生器或卡鉗之間的電源線或信號(hào)線長度小于1米脈沖群信號(hào)源連輔助設(shè)備與端接 23DIP/interruptions：試驗(yàn)介紹試驗(yàn)介紹nDIP/interruptions：該試驗(yàn)主要是模擬交流電網(wǎng)中接入大功率設(shè)備引起的電網(wǎng)電壓下降甚至短時(shí)中斷的現(xiàn)象，考察設(shè)備在處于這種工作狀態(tài)中的性能穩(wěn)定性。n交流測試標(biāo)準(zhǔn)：IEC 61000-4-11。n直流測試標(biāo)準(zhǔn)： IEC 61000-4-29。跌落深度持續(xù)時(shí)間性能判據(jù)70500msC40%200msC010msB05sC試驗(yàn)組合 24DIP/interruptions：試驗(yàn)介紹（續(xù)）試驗(yàn)介紹（續(xù)）n試驗(yàn)儀器控制試驗(yàn)的跌落深度、持續(xù)時(shí)間以及跌落

13、相位。n其中相位為0、45 、90 、135 、180 、225 、270 、315 、360 。試驗(yàn)儀器電源電源受試設(shè)備（EUT） 25DIP/interruptions：試驗(yàn)現(xiàn)場試驗(yàn)現(xiàn)場 26Surge：浪涌試驗(yàn)浪涌試驗(yàn)浪涌試驗(yàn)用來模擬自然雷擊或者電網(wǎng)中接入大容性負(fù)載時(shí)所產(chǎn)生的脈沖對(duì)設(shè)備的影響。包含電源端和信號(hào)端測試。測試標(biāo)準(zhǔn)：IEC 61000-4-5。n電源端測試包括L和N線間、L對(duì)保護(hù)地、N線對(duì)保護(hù)地、L&N對(duì)保護(hù)地，其中第一種屬于差模干擾，后三種為共模干擾。n信號(hào)端測試如果是屏蔽線，干擾加在屏蔽層上，如果是非屏蔽線，干擾加在信號(hào)線上，例如對(duì)用戶線，直接加在AB線上。 27S

14、urge：浪涌波形浪涌波形n浪涌波形有：1.2/50(8/20)組合波，10/700電壓波，其中1.2/50、1.2/50(8/20)波形用在電源端和室內(nèi)信號(hào)端的試驗(yàn)上，而10/700電壓波用在室外信號(hào)端的浪涌試驗(yàn)上。n上述波形中的1.2、8和10都是指波形的波前時(shí)間，單位為us，50、20和700指得是波形的脈寬，單位也為us，可見浪涌波形的能量遠(yuǎn)大于EFT/B和靜電，但是干擾頻寬卻要窄得多。 28Surge：試驗(yàn)現(xiàn)場試驗(yàn)現(xiàn)場 29PMS：Power-frequency magnetic susceptibilitynPMS：工頻磁場試驗(yàn)主要模擬50Hz工頻電力線所構(gòu)成的磁場（如大型變壓設(shè)備

15、附近的磁場等）對(duì)設(shè)備的影響，對(duì)此項(xiàng)試驗(yàn)較敏感的主要是帶線圈的設(shè)備如CRT等。n測試標(biāo)準(zhǔn)：IEC 61000-4-8。n試驗(yàn)示意試驗(yàn)儀器EUT線圈50Hz電流 30PMS：試驗(yàn)現(xiàn)場試驗(yàn)現(xiàn)場 31RS：Radiated susceptibilitynRS：輻射敏感度，該項(xiàng)試驗(yàn)的目的主要用來考察設(shè)備對(duì)于外界電磁場干擾的抗擾能力，例如在設(shè)備附近使用無線通訊設(shè)備時(shí)，設(shè)備已經(jīng)在進(jìn)行一場考驗(yàn)了，測試頻段：80MHz2000MHz，使用1kHz的正弦波進(jìn)行調(diào)幅。該項(xiàng)試驗(yàn)需要在電波暗室內(nèi)進(jìn)行。n測試標(biāo)準(zhǔn)：IEC 61000-4-3。 32RS：測試現(xiàn)場測試現(xiàn)場 33CS：Conducted susceptibi

16、lity現(xiàn)在的空間存在太多的電磁噪聲，當(dāng)空間的電磁波的波長和設(shè)備線纜的長度可以比擬時(shí)，電磁波將會(huì)耦合在此段線纜上并產(chǎn)生感應(yīng)電壓/電流，沿著該電纜流進(jìn)設(shè)備內(nèi)部，從而對(duì)設(shè)備的正常工作產(chǎn)生干擾，上述的設(shè)備線纜包含電源線和信號(hào)線。測試標(biāo)準(zhǔn)：IEC 61000-4-6。n電源端CS試驗(yàn)此時(shí)頻段150kHz80MHz，加入的試驗(yàn)電壓根據(jù)產(chǎn)品類型不同而不同，例如對(duì)于電信設(shè)備來說，CC08該項(xiàng)試驗(yàn)時(shí)需要加3V的騷擾電壓，二對(duì)于NT1來說則需加擾10V。n信號(hào)端CS試驗(yàn)測試頻段同電源端試驗(yàn)，加擾的強(qiáng)度也因產(chǎn)品類型不同而不同。 34CS：試驗(yàn)示意圖試驗(yàn)示意圖電源端試驗(yàn)信號(hào)端試驗(yàn)EUT信號(hào)發(fā)生器輔助設(shè)備CDN騷擾注

17、入點(diǎn)0.1m木墊供電電源CDN信號(hào)發(fā)生器EUT輔助設(shè)備CDN為耦合去耦網(wǎng)絡(luò)0.1m木墊注入點(diǎn) 35RE：Radiated emissionnRE主要是考察設(shè)備在正常工作時(shí)自身對(duì)外界的輻射干擾強(qiáng)度，測試頻段根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)要求不同，在CISPR 22中，測試頻段為301000MHz，值得注意的是設(shè)備進(jìn)行RE測試時(shí)標(biāo)準(zhǔn)要求盡可能滿配置、滿負(fù)荷的運(yùn)行。RE問題是EMC中的難點(diǎn)。主要因?yàn)镽E設(shè)計(jì)產(chǎn)品EMC設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)：屏蔽、濾波、接地。n測試標(biāo)準(zhǔn)：ITE設(shè)備為CISPR 22。n測試示意圖如右圖 36RE：測試現(xiàn)場測試現(xiàn)場n在RE測試中，天線的高度、天線的極化方向以及轉(zhuǎn)臺(tái)的角度都需要不斷改變，以求搜尋

18、到設(shè)備輻射的最大點(diǎn)。nRE測試可以在開闊場和半電波暗室內(nèi)進(jìn)行。 37CE：Conducted emission任何一個(gè)非便攜式設(shè)備都和其他設(shè)備有電纜互連關(guān)系，無論是通過電源電纜還是信號(hào)電纜，只要有這種互連關(guān)系的存在，設(shè)備就有一個(gè)途徑將自身的共模電流傳導(dǎo)給與其互連的設(shè)備，這種現(xiàn)象就叫傳導(dǎo)干擾，又成為傳導(dǎo)發(fā)射。測試標(biāo)準(zhǔn)：ITE設(shè)備為CISPR 22。傳導(dǎo)發(fā)射包含兩個(gè)部分：電源端CE和通信端CEn電源端CE：測試設(shè)備通過自己的電源端口向交流電網(wǎng)或直流配電網(wǎng)絡(luò)傳送的干擾，測試頻段為150kHz30MHz，（原來直流的測試頻段起始頻率為20MHz，新版的歐洲386標(biāo)準(zhǔn)將其改為150kHz，此外FCC標(biāo)準(zhǔn)中測試頻段也已經(jīng)和CISPR 22一致了）。n通信端CE、測試頻段同上，此處描述的通信端指得是針對(duì)接駁到公網(wǎng)的端口，如網(wǎng)口、ISDN口等才有CE測試要求，而對(duì)于接終端的信號(hào)端口如音視頻端口則無CE要求。 38CE：