汽車組件的EMI抗擾性測試

作者：時間：2012-03-16 來源：網(wǎng)絡(luò)

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TEM單元一般以箱體形式存在，里面有一個隔離面，所以箱體的墻面作為傳輸線的一端，隔離面(或稱隔膜，septum)作為另一端。TEM單元的幾何構(gòu)造對傳輸線的特性阻抗有決定性的影響。因為箱體是封閉的（除了很小的泄漏以外），單元外沒有電磁場，因此這種單元可以不加外屏蔽應(yīng)用于任何環(huán)境。

TEM單元的主要缺點(diǎn)是其存在頻率上限，這一上限頻率與其實體尺寸成反比(見表1)。當(dāng)頻率高于此上限時，其內(nèi)部電磁場的結(jié)構(gòu)中開始出現(xiàn)高次模，場的均勻性，尤其是確切尺寸決定的諧振頻率處的場均勻性，也開始變差。TEM單元能夠測量的最大EUT尺寸受其內(nèi)部可用的場強(qiáng)均勻區(qū)域體積的限制，因此最大EUT尺寸和該單元可測的最高頻率之間有著直接關(guān)系。TEM單元的最低測量頻率可到DC，這也是它與輻射天線測量法的不同之處。

表1 TEM單元法的頻率上限

1.1.3 帶狀線法和三平面法

這兩種方法與TEM單元法有本質(zhì)的區(qū)別。TEM單元法是一個封閉型測量方法，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，在采用這兩種方法時，最大場雖然位于平面之間，但仍有能量輻射到外部，因此必須在一間屏蔽室內(nèi)進(jìn)行測試。ISO 11452-5和SAE J1113/23中都對帶狀線測試有所描述，而三平面測試只在SAE J1113/25中提到。

在帶狀線測試中，被測組件模塊只暴露連接它與相關(guān)設(shè)備的電纜裝置，并不暴露在平面間的最大場強(qiáng)。帶狀線平面作為傳輸線的源導(dǎo)體，其下放置1.5m長的電纜裝置，測試的參考地平面則作為另一端導(dǎo)體。帶狀線產(chǎn)生的場會在電纜裝置中感應(yīng)出縱向電流，然后進(jìn)入EUT耦合。因此，帶狀線測試幾乎算是輻射場測試和傳導(dǎo)測試這兩種方法的混合。

三平面測試裝置中，一個主動內(nèi)導(dǎo)體夾在兩個外平面中間，產(chǎn)生可通過運(yùn)算得到的阻抗。被測模塊放置于一個外平面和中心導(dǎo)體之間，中心導(dǎo)體的另一面是置空。由于整個測試的結(jié)構(gòu)是對稱的，因此可在這一面與EUT呈鏡像位置的地方放置一個場強(qiáng)探針。

和TEM單元測試一樣，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。在等于或高于由該尺寸決定的諧振頻率時，就會產(chǎn)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(yōu)勢就在于，采用這三種方法時，只需要適當(dāng)?shù)墓β示湍軌虍a(chǎn)生比輻射天線法大得多的場強(qiáng)，因為場強(qiáng)等于導(dǎo)體平面之間的電壓除以它們之間的距離。

1.2 傳導(dǎo)干擾測試

第二類測試方法叫做傳導(dǎo)干擾測試，是直接將RF干擾施加在電纜裝置中，取代了在被測模塊放置之處施加電磁場。隨著RF電流在電路結(jié)構(gòu)(例如一塊印刷電路板PCB)中傳輸，組件模塊與外部裝置的連接處就會產(chǎn)生一個電流，在電子線路中造成干擾。盡管這種方法與輻射場測試法得出的結(jié)果類似，但二者之間沒有任何等同之處，因此這兩種方法常用于進(jìn)行完整測試，有時兩種測試的頻率范圍還有重疊。

傳導(dǎo)干擾測試最常采用的兩種耦合方法，一是需要注入一個可控制其大小的干擾電流的電流注入法(bulk current injection，BCI)，二是注入一個可控制其大小的功率的直接注入法。

1.2.1 電流注入法(BCI)

采用BCI法時，將一個電流注入探針放在連接被測件的電纜裝置之上，然后向該探針加入RF干擾。此時，探針作為第一電流變換器，而電纜裝置作為第二電流變換器，因此，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(dǎo)體上以同樣的方式流通，然后再進(jìn)入EUT的連接端口。

真正流過的電流由電流注入處裝置的共模阻抗決定，在低頻的情況下，這幾乎完全由EUT和電纜裝置另一端所連接的相關(guān)設(shè)備對地的阻抗決定。一旦電纜長度達(dá)到四分之一波長，阻抗的變化就十分重要，并且會降低測試的可重復(fù)性。

圖2 電流注入法測試裝置

電流注入探針會帶來損耗，因而需要較大的驅(qū)動能力才能在EUT上設(shè)立起合理的干擾源。盡管如此，BCI法還是有一個很大的優(yōu)點(diǎn)，那就是其非侵入性，因為探針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，而不需進(jìn)行任何直接的電纜導(dǎo)體連接，也不會影響電纜所連接的工作電路。

1.2.2 直接注入法

BCI法對驅(qū)動能力要求過高，而且在測試過程中與相關(guān)設(shè)備的隔離也不好，直接注入法的目的就是克服BCI法的這兩個缺點(diǎn)。具體做法是將測試設(shè)備直接連接到EUT電纜上，透過一個寬頻人工網(wǎng)絡(luò)(Broadband Artificial Network，BAN)將RF功率注入EUT電纜，而不干擾EUT與其感應(yīng)器和負(fù)載的接口(見圖3)。