多年來，電磁干擾EMI測試在當(dāng)代電子控制系統(tǒng)中，效應(yīng)一直是一個備受關(guān)注的問題。特別是在今天的汽車工業(yè)中，汽車使用了許多關(guān)鍵和非關(guān)鍵（criTIcalandnon-criTIcal）車載電子模塊，如模塊管理模塊、防抱死系統(tǒng)、電子動力轉(zhuǎn)向程序模塊（electricalpowersteeringfuncTIons），車內(nèi)娛樂系統(tǒng)和熱控制器。

同時，車輛所處的電磁環(huán)境更為復(fù)雜。車輛上的電子元件必須與頻射發(fā)射機(jī)共存。其中一些發(fā)射機(jī)安裝和設(shè)置得當(dāng)（例如，在應(yīng)急服務(wù)車輛中），但有些不是（例如，有些發(fā)射機(jī)在出廠后安裝）CB發(fā)射器和車載手機(jī))。此外，車輛將進(jìn)入外部發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的一些強(qiáng)磁場區(qū)域，強(qiáng)度可以達(dá)到每米幾十甚至幾百福特。汽車行業(yè)多年前就意識到了各種各樣的問題，所有知名廠商都采取了一定的對策，試圖根據(jù)制定的測試標(biāo)準(zhǔn)和法律規(guī)定，減少電磁干擾的影響。因此，今天的車輛對這種干擾有很強(qiáng)的抵抗力。EMI對車載模塊的特性影響很大，因此必須重新警惕。

車輛和零部件的測試是一個高度專業(yè)化的行業(yè)，一直由廠家自己進(jìn)行。在一些國家，許多汽車制造商會一起支持這些專業(yè)的測試實(shí)驗(yàn)室。隨著汽車中常用的子部件越來越多，汽車廠商外包零部件的趨勢也越來越明顯，因此，EMC測試開始逐漸成為零部件制造商的義務(wù)。在例如ISO11452(國際標(biāo)準(zhǔn)化組織)SAEJ1113(汽車工程師協(xié)會)等國家汽車零部件抗擾性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的子章節(jié)描述了各種不同的試驗(yàn)方法和試驗(yàn)等級，頻率重疊。在沒有任何更高的法律要求的情況下，汽車制造商可以在這一通用標(biāo)準(zhǔn)的前提下制定其測試規(guī)定。也就是說，當(dāng)一個汽車制造商想要制定零部件經(jīng)銷商制定零部件級別測試要求時，他可以選擇合適的賬戶，包括多種測試方法、測試頻率范圍和測試級別細(xì)節(jié)，以形成自己的測試規(guī)范。最后，一個為許多汽車制造商提供子零件的制造商可能必須根據(jù)不同的規(guī)格選擇不同的方法，并在相同的頻率范圍內(nèi)測試相同的零件。

圖1.典型的輻射干擾測試裝置

為了滿足客戶的測試要求，零部件制造商可以采取一系列措施ISO11452和SAEJ1113中包含的RF測試標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)的車輛部件測試系統(tǒng)幫助完成工作。這種測試系統(tǒng)通常是自己包含的（self-contained）系統(tǒng)應(yīng)符合所有規(guī)范中規(guī)定的最高級別測試標(biāo)準(zhǔn)。選擇該系統(tǒng)后，零件制造商在測試其多個標(biāo)準(zhǔn)時使用的許多測試儀器都是相同的，因此可以節(jié)省大量資金。我們將討論以下類別RF測試方法和汽車制造商測試要求中規(guī)定的一些測試參數(shù)，討論零部件制造商如何根據(jù)不同客戶的測試要求構(gòu)建相應(yīng)的測試系統(tǒng)，從而達(dá)到只測試必要項(xiàng)目的效果。

幾種RF測試方法

圖2.電流注入法測試裝置

如果你想測試一個汽車零件RF抗干擾，需要通過一種非常方式來增加與車內(nèi)干擾的方法RF干擾。這導(dǎo)致了第一個變量。車輛可能暴露在場外，也可能攜帶發(fā)射機(jī)和天線，這些發(fā)射機(jī)和天線可能會產(chǎn)生干擾信號，但無論如何，干擾場可以直接應(yīng)用于部件的位置。例如，當(dāng)部件安裝在儀表板上或附近的開放區(qū)域時，它造成的干擾比安裝在車輛底盤周圍或在模塊箱中的屏蔽區(qū)域造成的干擾要大得多。另一方面，為了滿足電源和信號連接的需要，所有電子模塊都連接到車輛的布線系統(tǒng)。

布線設(shè)備相當(dāng)于一個高效的天線，可以和RF無論組件組裝在哪里，干擾藕合，RF電流通過其連接器傳輸?shù)讲考?。因此，一般采用兩種試驗(yàn)方法：輻射干擾試驗(yàn)和傳輸干擾試驗(yàn)。

測試輻射干擾測試

每種輻射測試方法也不會向外部向待測設(shè)備添加強(qiáng)度以獲得校正RF這樣，就可以了RF電流和電壓和電壓引入裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)RF電流和電壓敏感節(jié)點(diǎn)會再次出現(xiàn)電流和電壓，從而導(dǎo)致電子電路中的干擾。不同的方法應(yīng)用于RF場的形式各不相同，各有各的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)和局限性。

微波暗室輻射天線測量法

形成最簡潔明了RF場的方法是將動能注入天線，并將其偏向待測設(shè)備（EUT）。天線能夠把RF能量轉(zhuǎn)化為輻射場，使其充滿測試區(qū)域。因?yàn)楦唠娖奖仨氃诜浅挼念l帶范圍內(nèi)RF信號測試需要在一個屏蔽室內(nèi)進(jìn)行，以防止與周圍其他合法的無線電客戶相互干擾。但是這樣會引入墻壁的反射，進(jìn)而改變室內(nèi)場的遍布。為了解決這個問題，有必要對屏蔽室表面進(jìn)行無線電消音，創(chuàng)造一個“吸波室（absorberlinedchamber）”環(huán)境，這大大提高了測試設(shè)備的成本。在測試過程中使用的天線應(yīng)具有較寬的頻率響應(yīng)。車輛測試中的測試頻率可能為10kHz到18GHz，因此需要的天線種類繁多（見圖1）。另外，加上EUT在場上也要盡量勻稱，受到良好的操縱。測試期間的場地將嚴(yán)重影響暗室的規(guī)格，因此天線不能離開EUT太近，專一性不能太強(qiáng)，否則場會只會集中在EUT一個地區(qū)。同時，天線和EUT距離太近也會導(dǎo)致兩者之間的相互感覺擴(kuò)大，從而增加天線上信號的操縱難度。被測對象的物理規(guī)格越多，這個間距規(guī)定就越難達(dá)到。另外，根據(jù)公式P=（E·r）2/30watts(當(dāng)天線有模塊增益時)，天線離開EUT越遠(yuǎn)，做一個強(qiáng)大的出場需要的功率就越大。

請注意，該公式給出了場強(qiáng)與距離之間的平方率關(guān)聯(lián)，即當(dāng)給出場強(qiáng)之間的距離時，場強(qiáng)從10V/m擴(kuò)大到20V/m時，所需功率是原來的4倍，或現(xiàn)場強(qiáng)度從10倍V/m擴(kuò)大到20V/m在給出功率時，間距只有原來的四分之一。EUT通過各向異性的寬帶場傳感器測量場強(qiáng)度。各向異性的目的是確保傳感器對方向不敏感，而寬帶的目的是確保它能夠在每個頻率下獲得正確的測量值。

TEM單元法

圖3.干擾直接注入法測試裝置

依據(jù)ISO11452-3和SAEJ113/24的規(guī)定TEM如果模塊只是一個簡單的封閉傳輸線，那么某個傳輸線將在一端進(jìn)給RF在另一端，功率和一個負(fù)載阻抗。電磁波在傳輸線中的傳播，在導(dǎo)體之間建立一個磁場。TEM(即水平電磁波）描述了在這些單元的有效區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的磁場。當(dāng)傳輸線長度按時，在一定的橫截面上，場強(qiáng)對稱，且易于測量或計(jì)算。EUT就放置于TEM單位功效區(qū)。TEM模塊一般以殼體的形式出現(xiàn)，里面有一個防護(hù)面，外殼的墻作為傳輸線的一端，保護(hù)面(或橫膈膜，septum）作為另一端。TEM單元的幾何結(jié)構(gòu)對傳輸線的特性阻抗具有決定性的危害。外殼是封閉的，除了很小的泄漏外，模塊外沒有磁場，所以這類模塊可以在所有環(huán)境中使用而不加外屏蔽。其主要缺點(diǎn)是存在頻率限制，這種限制頻率與其物理規(guī)范(見表1)反比。當(dāng)頻率高于此限制時，高次模和場均勻性開始出現(xiàn)在其內(nèi)部磁場結(jié)構(gòu)中，尤其是TEM諧振頻率的均勻性由單元的準(zhǔn)確規(guī)格決定，也逐漸下降。TEM可以更大地測量模塊EUT規(guī)格受內(nèi)部可用場強(qiáng)對稱區(qū)域體積的限制，因此規(guī)格較大EUT直接影響模塊的最大頻率。TEM單元的最小測量頻率可以去DC，這也是它與輻射天線測量的區(qū)別。

帶狀線法和三平面法

這幾種方法和TEM模塊法有本質(zhì)區(qū)別。TEM模塊化法屬于封閉測量法，帶狀線法和三平面法采用的測試裝置為開放式傳輸線。換句話說，在選擇這兩種方法時，雖然較大的場地位于平面的中間，但仍然有動能輻射到測試裝置的外部，因此測試必須在屏蔽室進(jìn)行。ISO11452-5和SAEJ帶狀線測試均在1113/23中描述，而三平面測試僅在SAEJ1113/25中提到。

在帶狀線試驗(yàn)中，待測部件模塊僅與與相關(guān)機(jī)器連接的電纜裝置對接，不暴露于平面之間最大的場強(qiáng)。作為傳輸線的源導(dǎo)體，帶狀線平面放置在1.5m電纜裝置的下部，測試的參考平面作為另一端的導(dǎo)體。帶狀線產(chǎn)生的場會感應(yīng)到電纜裝置中的通向電流，然后蓮藕進(jìn)入EUT。因此，帶狀線試驗(yàn)幾乎是兩種方法的混合：輻射場試驗(yàn)和傳輸試驗(yàn)。

在三平面試驗(yàn)裝置中，一個有源內(nèi)導(dǎo)體被兩個外平面夾在中間，產(chǎn)生的阻抗可以通過測量獲得。待測模塊放置在核心導(dǎo)體和一個外平面之間，核心導(dǎo)體的另一面是空的。因?yàn)樗袦y試裝置的結(jié)構(gòu)都是對稱的，所以可以放在空的一側(cè)EUT在鏡像區(qū)域放置一個場強(qiáng)探頭。TEM與模塊測試相同，帶狀線測試和三平面測試裝置的頻率上限受其規(guī)格限制。當(dāng)其等于或高于由原理規(guī)范確定的諧振頻率時，將產(chǎn)生不受控制的磁場高次模。與輻射天線法相比，這三種方法的優(yōu)點(diǎn)是，在選擇這三種方法時，只有少量的功率才能產(chǎn)生比輻射天線法更強(qiáng)的場。因?yàn)閳鰪?qiáng)度等于導(dǎo)體平面之間的電壓，除了它們之間的距離。

傳導(dǎo)干擾試驗(yàn)

第二種測試方法稱為傳導(dǎo)干擾測試。它不需要在待測模塊的位置添加磁場，而是直接將其添加到待測模塊中RF在電纜裝置或連接待測部件模塊的裝置中，影響增加。RF電路結(jié)構(gòu)中的電流（如印刷電路板）PCB）在中間傳輸中，組件模塊與外部設(shè)備之間的連接會產(chǎn)生電流，從而對電子電路產(chǎn)生影響。雖然這種方法類似于輻射場測試方法，但兩者之間沒有平等，所以這些方法通常用于進(jìn)行詳細(xì)的測試，有時這兩種測試的頻率類別也會重疊。傳導(dǎo)干擾試驗(yàn)中最常用的兩種蓮花法有電流注入法（bulkcurrentinjecTIon，BCI）和立即注入法，前者應(yīng)向EUT注入影響電流，并控制注入電流的大小，后者注入功率并控制注入功率的大小。

表1.TEM 單元法的頻率上限

電流注入法（BCI）

BCI法在ISO11452-4和SAEJ113/4中有描述。選擇這種方法時，將電流注入探頭，放在連接待測部件的電纜裝置上方，然后注入探頭RF影響。這時，探頭作為第一電流轉(zhuǎn)換器，而電纜裝置作為第二電流轉(zhuǎn)換器，因此，RF電流首先以共模的方式通過電纜裝置（即電流以相同的方式在裝置的所有導(dǎo)體中流動），然后進(jìn)入EUT連接端口。

通過電流注入裝置的共模阻抗確定了真正流過的電流，但在低頻下，這幾乎完全是由電流注入裝置的共模阻抗決定的EUT確定與電纜裝置另一端相關(guān)的設(shè)備對地的阻抗。一旦電纜長度達(dá)到四分之一波長，阻抗的變化就變得非常重要，這可能會降低測試的準(zhǔn)確性(見圖2)。此外，由于電流注入探頭會造成損失，因此必須有更大的驅(qū)動能力EUT構(gòu)建合理的影響水平。即便如此，BCI法律可能有一個很大的優(yōu)勢，那就是它的非侵入性，因?yàn)樘筋^可以簡單地夾在所有可接受直徑的電纜上，徑的電纜上，并且不需要連接所有直接電纜導(dǎo)線，因此不會影響電纜連接的工作電路。

立即注入法

BCI法律規(guī)定驅(qū)動能力過高，在測試環(huán)節(jié)對相關(guān)機(jī)器的保護(hù)不好。立即注入法的目的是擺脫它BCI這兩個缺陷。具體方法是直接連接測試設(shè)備EUT在電纜上，根據(jù)寬帶人力網(wǎng)絡(luò)（BroadbandArtificialNetwork，BAN）將RF功率注入EUT電纜，且不影響EUT與傳感器和負(fù)載的插座(見圖3)BAN在測試頻率范圍內(nèi)EUT呈現(xiàn)的RF阻抗能量控制。BAN輔助設(shè)備流入方向至少可提供500個W阻抗阻抗。電磁干擾通過直接電容，直接耦合到被測線上。ISO11452-7和SAEJ113/3描述了這種方法。

汽車部件EMI測試參數(shù)

在車輛構(gòu)件EMI在測試過程中，根據(jù)不同汽車制造商提出的不同規(guī)定，除了引入電磁干擾的基本方法不同外，還有許多不同的參數(shù)。RF影響如何造成，這類參數(shù)都是相關(guān)的。

頻率范疇

測試方法本身和常用的換能器（transducer）限制，上述每種方法僅適用于一個既定的頻率類別。表2列出了在相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中發(fā)布的各種方法的可用頻率類別。在測試過程中，通常需要在所有頻率范圍內(nèi)掃描測試信號，然后檢測EUT測試結(jié)論不同于應(yīng)有的功能和性能。如果每次測試的最小停留時間一般為2秒，如果EUT時間常數(shù)很大，停留時間可能更長。如果使用軟件控制的測試信號發(fā)生器，測試信號通常不會掃描所有頻率類別，而是選擇步進(jìn)方法，因此應(yīng)定義頻率步進(jìn)的步幅。保留時間和頻率步驟取決于執(zhí)行單個掃描所需的時間，這也決定了所有測試所需的時間。

幅度控制

無論采用哪種測試方法，都應(yīng)用于EUT必須小心操作上述測試信號的范圍。根據(jù)不同的原理，強(qiáng)度控制方法一般可分為兩種，一種稱為閉環(huán)控制法，另一種稱為開環(huán)控制法。在帶狀線測試和TEM在模塊測試中，可以通過已知的凈輸入功率和傳輸線的參數(shù)來計(jì)算場。但是，除了這兩種方法外，還應(yīng)使用閉環(huán)方法來完成強(qiáng)度控制。在輻射干擾試驗(yàn)中，電磁干擾單位選用伏特/米（volts/meter），在電流注入測試中，企業(yè)選擇微安（milliamps），在即時功率注入測試中，企業(yè)選擇瓦特（watts）。

閉環(huán)法

表2.不同測試方法在不同標(biāo)準(zhǔn)中的適用頻率范圍

在選擇閉環(huán)控制方法時，一個場強(qiáng)儀或電流監(jiān)控探頭一直在檢測和應(yīng)用EUT從而將功率調(diào)整到目標(biāo)。這種方法有一個問題，即EUT干預(yù)打亂了大家作為鼓勵的磁場，所以找不到一個能恰當(dāng)反映大家獲得的場強(qiáng)，對所有類型都有影響EUT在微波暗室進(jìn)行輻射干擾試驗(yàn)時，這一問題尤為明顯。促進(jìn)測試頻率EUT與波長相比，規(guī)格和波長可能會在某些部位大幅下降。如果場強(qiáng)儀正好放在這樣的位置，那么當(dāng)我們根據(jù)場強(qiáng)儀的讀數(shù)來維持所需的電磁場強(qiáng)度時，肯定會在EUT周圍位置造成嚴(yán)重過度測量（over-testing）。BCI當(dāng)測試中存在類似問題時，EUT當(dāng)共模輸入阻抗與測試信號共振時，需要維持的電流會導(dǎo)致過度測試（over-testing）。事實(shí)上，在這樣的環(huán)境下，很多時候放大器不能提供所需的電平，一旦放大器負(fù)載，就會造成更多的測試問題。

開環(huán)法

選擇開環(huán)法可以避免上述問題。開環(huán)法有時也稱為置換法。選擇開環(huán)法時，首先將強(qiáng)度明確的信號送到測試設(shè)備進(jìn)行校正設(shè)置。在每個頻率上，放大器的導(dǎo)出功率由輔助功率計(jì)監(jiān)控，當(dāng)放大器的輸出電平達(dá)到目標(biāo)時記錄。最后，在真實(shí)測試中，嚴(yán)格重放預(yù)校正的功率記錄。一般來說，由于施加在施加中EUT上場或電流（voltspermeter或milliamps）測量不在測試要求范圍內(nèi)，因此開環(huán)法不測量它們，只監(jiān)督它們，以確保系統(tǒng)正常工作。但由于上節(jié)提到的原因，我們看不到真正正確的測量值。在輻射干擾試驗(yàn)中，校正設(shè)置過程要求EUT在微波暗室應(yīng)占據(jù)的準(zhǔn)確位置放置場強(qiáng)儀。但在傳導(dǎo)干擾測試中，校正設(shè)備是阻抗值給出的負(fù)荷，每個人都在兩側(cè)測量功率或電流。開環(huán)法常用的功率參數(shù)包括凈功率，或輸入換能器的前向功率與換能器反射的反向功率的差異。假設(shè)沒有其他重要消耗，這個誤差就等于真正送進(jìn)去EUT的功率。因此，在使用立即耦合器時，一定要在每個頻率上測量兩個功率。此時，可以用功率計(jì)測量耦合器的前向?qū)С龊头聪蜉敵?，也可以用兩個功率計(jì)同時測量。凈功率用于表示換能器的電壓駐波比（VSWR），因?yàn)楫?dāng)引進(jìn)EUT時VSWR會有變化。但當(dāng)EUT與測試設(shè)備嚴(yán)格匹配時，保持凈功率所需的前向功率可能比校正所需的功率發(fā)生較大變化。為防止過度測量，為保持需要凈功率而增加的前向功率不得超過2dB，即便2dB不能滿足要求，也不能再擴(kuò)大，只能記錄在測試報(bào)告中。

調(diào)配頻率和深度

每一個RF抗擾性測試應(yīng)在每個頻率對抗EUT施加CW(未調(diào)連續(xù)波)和已調(diào)連續(xù)波)AM信號，而EUT回應(yīng)通常更容易受到調(diào)整的影響。一般情況下，測試標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的調(diào)配信號均為80%，頻率為1kHz正弦波。但也有一些車輛制造商可能有不同的規(guī)定。定義部署參數(shù)的目的是為了定義部署參數(shù)。AM和CW測試需要一個恒定的峰值電平。這與商業(yè)有關(guān)。（IEC61000-4系列）RF不同的抗擾性測試。在商業(yè)上。RF在抗擾測試中，調(diào)配信號的峰值功率比未調(diào)整信號高5.3dB。但在恒定峰值電平測試中，調(diào)配深度為80%的已調(diào)信號功率僅為未調(diào)信號功率的0.407倍。ISO11452中明確界定了此類信號的施加過程：

●在每個頻點(diǎn)，線形或大部分?jǐn)U大信號強(qiáng)度，直到信號強(qiáng)度滿足要求（開環(huán)法凈功率滿足要求，閉環(huán)法測試信號電平嚴(yán)格滿足要求）2dB規(guī)則檢測前向功率。

●按要求施加已調(diào)信號，保持測試信號等于EUT最小響應(yīng)時間。

●慢慢降低測試信號強(qiáng)度，然后進(jìn)行下一次頻率測試。

檢測EUT

施加測試信號時，一定要進(jìn)行測試EUT回應(yīng)，并與性能規(guī)則進(jìn)行比較，確認(rèn)待測部件是否按測試進(jìn)行。由于不同的原因。EUT功能和性能規(guī)則必須不同，因此不可能總結(jié)這些監(jiān)管方法。如果測試軟件能夠自動執(zhí)行部分或全部測試工作，則所有測試都將更加簡單和可靠。測試過程可能只需要簡單地測量和記錄每個頻率點(diǎn)的輸出電壓，也可能涉及到一些特殊的EUT在測試中發(fā)現(xiàn)錯誤時，可以識別軟件。

報(bào)告測試結(jié)果

在EMI測試中，EUT經(jīng)過觀察，測試工程師的工作只完成了一半。然后他或她必須按照車輛制造商規(guī)定的格式建立測試報(bào)告。一個零部件制造商可能會為多個汽車制造商提供商品，因此對于同一組測試，零部件制造商可能需要提交各種格式的測試報(bào)告。一些程序包包含可選的報(bào)告形成模塊，可以為不同的汽車制造商提供標(biāo)準(zhǔn)的報(bào)告模板。雖然大多數(shù)測試工程師都喜歡測試過程，但很少有人喜歡寫測試報(bào)告，所以所有的測試實(shí)驗(yàn)室主管都明白，為用戶提供測試報(bào)告是最困難的任務(wù)。通過自動報(bào)告形成軟件模塊，不僅測試工程師不必承擔(dān)編寫測試報(bào)告的痛苦，而且可以快速滿足客戶的要求。一般來說，盡管汽車行業(yè)的組件EMC測試包含許多可變參數(shù)，我們?nèi)匀豢梢愿鶕?jù)不同的汽車制造商進(jìn)行高效的覆蓋范圍。