常用的辐射发射测试设备
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根据常用普通电子设各的辐射发射测试标准CISPR16、CISPR11、CISPR13、CISPR15、CISPR22及汽车电子、电气设备辐射骚扰测试标准CISPR25(被国内等同采用,对应的国标为GB18655—2002《用于保护车载接收机的无线电骚扰特性的限值和测量方法》)中的规定,辐射发射测试主要需要如下设各:
(1)EMI自动测试控制系统(电脑及软件);
(2)EMI测试接收机;
(3)各式天线(主动、被动棒状天线、大小形状环路天线、功率双锥天线、对数周期天线、喇叭天线)及天线控制单元等;
(4)半电波暗室或开阔场;
(5)对于汽车电子的辐射骚扰测试还需要人工电源网络(AMN,有时也叫线性阻抗稳定网络LISN),在实验室里,人工电源网络用来代替线束的阻抗,以便确定被测设备的工作情况。对人工电源网络的参数有严格的要求,它对不同实验室里测试结果的可比性提供了依据。
EMI测试接收机是EMI测试中最常用的基本测试仪器,基于测试接收机的频率响应特J跬要求,按CISPRl6规定,测试接收机应有四种基本检波方式,即准峰值检波、均方根值检波、峰值检波及平均值检波。然而,大多数电磁干扰都是脉冲干扰,它们对音频影响的客观效果是随着重复频率的增高而增大,具有特定时间常数的准峰值检波器的输出特性,可以近似反应这种影响。因此在无线广播频率领域,CISPR所推荐的EMC性规范采用准峰值检波。由于准峰值检波既要利用干扰信号的幅度,又要反映它的时间分布,因此其充电时间常数比峰值检波器大,而放电时间常数比峰值检波器小,对不同频谱段应有不同的充放电时间常数,这两种检波方式主要用于脉冲干扰测试。
天线是辐射发射测试的“传感器”,辐射发射测试频率范围从几十kHz到几十GHz,在这么宽的频率范围内测试,所用天线种类繁多,且必须借助各种探测天线把被测场强转换成电压。例如,在30~300MHz频率范围内,常采用偶极子与双锥天线;300MHz~16Hz频率范围内,采用偶极子、对数周期及对数螺旋天线;1~40GHz频率范围内,采用喇叭天线。这些天线的相关参数与理论可参考制造厂商提供的天线出厂资料。通常,辐射发射测试用天线具有下列特点:
①广泛应用宽频带天线,为了提高测试速度,不得不采用宽频带天线,除非只对少数已知的干扰频率点进行测试。
②宽频带天线在出厂前提倦校正曲线,使用时需输人此天线因素。
③不少测试用天线都工作在近场区,测试结果对测试距离很敏感,因此测试中必须严格按测试规定进行。因为在近场区电场、磁场之比(波阻抗)不再是个常数,所以有些天线虽然给了电场、磁场的校正系数,但只有当这些天线作远场测试时才有效,在测试近场干扰时,电场与磁场测试结果不能再按此换算,这是在测试中容易忽略的问题。
开阔场是专业辐射发射测试场地,满足标准对于测试距离的要求,在标准要求的测试范围内(无障碍区)没有与测试无关的架空走线、建筑物、反射物体,而且应该避开地下电缆,必要时还应该有气候保护罩。该场地还要满足标准CISPRl6、ANSI63.4、EN50147—2关于场地衰减的要求。半电波暗室是一个模拟开阔场的屏蔽室,除地面安装反射平面外,其余五个内表面均安装吸波材料,该场地也满足标准CISPR16、AN5163。4、EN50147-2关于场地衰减的要求。
控制单元只是为了对测试中各个设备之间协调动作,自动完成辐射发射测试。